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JP7017158B2 - 異方性導電フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description

本発明は、異方性導電フィルム及びその製造方法に関する。
ＩＣチップなどの電子部品の実装に異方性導電フィルムは広く使用されており、近年では、高実装密度への適用の観点から、導電粒子捕捉効率や接続信頼性を向上させ、ショート発生率を低下させるために、転写型を用いて導電粒子を単層に配列させることが提案されている（特許文献１）。
この異方性導電フィルムの製造方法では、まず、多数の孔部を有する転写型の該孔部に導電粒子を保持させ、その上から転写用の粘着層が形成された粘着フィルムを押し当て、粘着層に導電粒子を一次転写させる。次に、粘着層に付着した導電粒子に対し、異方性導電フィルムの構成要素となる高分子膜を押し当て、加熱加圧して導電粒子を高分子膜表面に二次転写させる。次に、導電粒子が二次転写された高分子膜の導電粒子側表面に、導電粒子を覆うように接着層を形成する。こうして、導電粒子の配置ピッチが９μｍ程度の異方性導電フィルムを製造する。
特開２０１０－３３７９３号公報
しかしながら、特許文献１の異方性導電フィルムの製造方法によっても、導電粒子の配置ピッチをさらに狭めると、転写型の通りに導電粒子を保持させることや、保持させた導電粒子を確実に転写させることが難しく、異方性導電フィルムの生産性が低下する。また、異方性導電フィルムの製造工程や、異方性導電フィルムを電子部品の実装に使用した場合に、導電粒子が３個以上連なることがあり、それによってショートが発生し易くなるという問題も生じた。
本発明の課題は、高密度実装に対応するために、異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置ピッチを狭めても異方性導電フィルムを生産性高く製造することができ、異方性導電フィルムを電子部品の実装に使用した場合のショート発生率を抑制することにある。
本発明者は、転写型を用いて導電粒子が絶縁性樹脂層に分散した異方性導電フィルムを製造するに当たり、転写型を用いて導電粒子を分散させた第１及び第２の絶縁性樹脂層を互いに貼り合わせると、導電粒子の配置ピッチが狭い異方性導電フィルムを、高い生産性で製造でき、また、導電粒子の不用意な連なりを制御できることを見出し、本発明を完成させるに到った。
即ち、本発明は、絶縁性樹脂層に導電粒子が分散している異方性導電フィルムであって、異方性導電フィルムのフィルム厚の所定の深さに導電粒子が分散している第１導電粒子層と、第１導電粒子層と異なる深さに導電粒子が分散している第２導電粒子層を有し、各導電粒子層において、隣り合う導電粒子の最近接距離が、導電粒子の平均粒子径の２倍以上である異方性導電フィルムを提供する。
また、本発明は、上述の異方性導電フィルムを製造することのできる方法であって、複数の凹部が形成された第１転写型の凹部に導電粒子を入れる工程Ａ、
第１転写型内の導電粒子が絶縁性樹脂層に転着している第１絶縁性樹脂層を形成する工程Ｂ、
複数の凹部が形成された第２転写型の凹部に導電粒子を入れる工程Ｃ、
第２転写型内の導電粒子が絶縁性樹脂層に転着している第２絶縁性樹脂層を形成する工程Ｄ、
第１絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面と、第２絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面とを対向させ、これらを積層一体化する工程Ｅ、
を有し、
各転写型において、隣り合う凹部の最近接距離が、該転写型に入れる導電粒子の平均粒子径の２倍以上である製造方法を提供する。
本発明の異方性導電フィルムは、転写型を用いて導電粒子を分散させた第１及び第２の絶縁性樹脂層を貼り合わせることにより製造することができる。したがって、貼り合わせる前の転写型による導電粒子のピッチを、異方性導電フィルムにおける導電粒子のピッチよりも広くすることができ、異方性導電フィルムの生産性を高めることができる。
また、異方性導電フィルムの製造時、又は異方性導電フィルムを電子部品の実装に使用したときに、第１導電粒子層に含まれる第１の導電粒子と、第２導電粒子層に含まれる第２の導電粒子とがフィルム面の方向に連なったとしても、第１導電粒子層及び第２導電粒子層のそれぞれにおいて、隣り合う導電粒子の最近接距離が導電粒子の平均粒子径の２倍以上となっているので、連なっている第１の導電粒子と第２の導電粒子に加えて、第３の導電粒子がさらに連なることはほぼ無い。したがって、ショートの発生率を低減させることができる。
図１Ａは、実施例の異方性導電フィルム１Ａの断面図である。 図１Ｂは、実施例の異方性導電フィルム１Ａの、導電粒子の配置を示す平面図である。 図２Ａは、実施例の異方性導電フィルム１Ｂであって、第１導電粒子層の導電粒子と第２導電粒子層の導電粒子とが連なった態様の断面図である。 図２Ｂは、実施例の異方性導電フィルムの、第１導電粒子層の導電粒子と第２導電粒子層の導電粒子とが連なった態様の平面図である。 異方性導電接続時における実施例の異方性導電フィルム１Ｂの導電粒子捕捉性の説明図である。 異方性導電接続時における実施例の異方性導電フィルム１Ｂの導電粒子捕捉性の説明図である。 図４は、実施例の異方性導電フィルム１Ｃの、導電粒子の配置を示す平面図である。 図５は、実施例の異方性導電フィルム１Ｄの、導電粒子の配置を示す平面図である。 図６は、導電粒子の配置ピッチの小さい異方性導電フィルム１Ｘの断面図である。 図７Ａは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｂは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｃは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｄは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｅは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｆは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図７Ｇは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図８は、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図９Ａは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図９Ｂは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図１０Ａは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図１０Ｂは、異方性導電フィルムの製造方法の工程説明図である。 図１１は、異方性導電フィルムの断面図である。 図１２は、異方性導電フィルムの断面図である。
以下、本発明の異方性導電フィルムの一例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表わしている。
<<異方性導電フィルムの全体構成>>
図１Ａは、本発明の一実施例の異方性導電フィルム１Ａの断面図であり、図１Ｂは、その異方性導電フィルム１Ａの、導電粒子の配置を示す平面図である。この異方性導電フィルム１Ａは、絶縁性樹脂層４に導電粒子２ａ、２ｂが分散しているものであって、異方性導電フィルム１Ａのフィルム厚方向ｚの所定の深さに導電粒子２ａ（図中、濃色で示す）が分散している第１導電粒子層３ａと、第１導電粒子層３ａと異なる深さに導電粒子２ｂ（図中、淡色で示す）が分散している第２導電粒子層３ｂを有している。
図１Ｂに示すように、各導電粒子層３ａ、３ｂにおいて、導電粒子２ａ、２ｂはそれぞれ正方配列しており、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの配列は、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａの配列に対して、第１導電粒子層３ａの配列方向ｘに、配列格子の半ピッチ分ずれた配置となっている。
ここで、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａが分散しているフィルム厚方向ｚの深さと、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂが分散しているフィルム厚方向ｚの深さが異なるとは、フィルム面に平行な導電粒子２ａの中心線Ｐａと、フィルム面に平行な導電粒子２ｂの中心線Ｐｂとの距離Ｓが、導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径の１／５以上離れていることを言う。この距離Ｓは、好ましくは導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径の１／２以上、より好ましくは１／２～５倍である。ここで、導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径は、導電粒子２ａ、２ｂ全体の平均粒子径である。
この異方性導電フィルム１Ａにおいて、第１導電粒子層３ａ内で隣り合う導電粒子の最近接距離Ｌａは、第１導電粒子層３ａにおける導電粒子２ａの平均粒子径Ｄａの２倍以上、好ましくは２倍以上５０倍以下である。第２導電粒子層３ｂ内で隣り合う導電粒子の最近接距離Ｌｂも、第２導電粒子３ｂにおける導電粒子２ｂの平均粒子径Ｄｂの２倍以上、好ましくは２倍以上５０倍以下である。このように各導電粒子層３ａ、３ｂにおいて、隣り合う導電粒子の最近接距離Ｌａ、Ｌｂを導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径Ｄａ、Ｄｂの２倍以上とすることにより、異方性導電フィルムの製造工程で、第１導電粒子層３ａと第２導電粒子層３ｂの互いの配置にずれが生じ、図２Ａ、図２Ｂに示す異方性導電フィルム１Ｂのように、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａと第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂが２個連なり、異方性導電フィルムの平面視における最近接導電粒子間距離Ｌｃがゼロになったとしても、狭ピッチの転写型を使用した場合のように導電粒子が３個以上連なることはない。そのため、異方性導電フィルム１Ｂを電子部品の異方性導電接続に使用した場合のショートの発生を抑制することができる。
また、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａと第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂとが２個連なった異方性導電フィルム１Ｂを異方性導電接続時に用いると、図３Ａに示すように、２個連なった導電粒子２ａ、２ｂが、電子部品２０の端子２１のエッジと、電子部品２２の端子２３のエッジの間に挟まれることがあるが、端子２１、２３のエッジに位置する導電粒子は１個の場合よりも２個連なっている場合の方が、図３Ｂに示すように、異方性導電接続の加熱加圧後に端子２１、２３に捕捉されやすい。したがって、本発明の異方性導電フィルムによれば、異方性導電接続における導電粒子捕捉性も向上させることができる。
一方、図６に示す異方性導電フィルム１Ｘのように、２層の導電粒子層３ａ、３ｂを有するものでも、各導電粒子層における導電粒子２ａ、２ｂの配置ピッチが小さく、各導電粒子層３ａ、３ｂにおいて隣り合う導電粒子２ａ、２ｂの最近接距離Ｌａ、Ｌｂが導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径Ｄａ、Ｄｂの２倍未満であると、異方性導電フィルムを使用して異方性導電接続をした場合にショートが発生し易くなるので好ましくない。
本発明の異方性導電フィルムにおいて、導電粒子２ａ、２ｂは、各導電粒子層３ａ、３ｂにおける導電粒子の最近接距離が導電粒子の平均粒子径の２倍以上となっている限り、種々の配置をとることができる。例えば、図４に示す異方性導電フィルム１Ｃのように、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａの配列と、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの配列とがそれぞれ正方配列であり、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの配列が、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａの配列に対して、斜め方向に配列格子の半ピッチ分ずれたものとすることができる。各導電粒子層における導電粒子配列は、正方配列に限られず、三方配列でもよく、ランダムでもよい。ランダムなものは、例えば延伸可能なフィルムに配置し、そのフィルムを延伸させて導電粒子間に所定の距離を持たせるように作製してもよい。
また、第１導電粒子層３ａと第２導電粒子層３ｂで配列パターンとそのピッチは、等しくても異なっていても良いが、配列パターンとそのピッチが等しい場合は貼り合わせ後の導電粒子の分散状態の良否の判定が容易になるという製造上の利点がある。例えば、図５に示す異方性導電フィルム１Ｄは、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａが正方配列で、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂが斜方配列であり、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂが、常に第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａと横並びになるようにしたものである。この場合、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂと第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａとが横並びになっていない部分があると、その部分で導電粒子が意図した配列になっていないことが容易にわかる。
<<導電粒子>>
導電粒子２ａ、２ｂとしては、従来公知の異方性導電フィルムに用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。例えばニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。
導電粒子の平均粒子径としては、配線の高さのばらつきを吸収しやすくして抵抗が高くならないようにし、また、ショートの原因とならないようにするために、好ましくは１～１０μｍ、より好ましくは２～６μｍである。第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａの平均粒子径と、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの平均粒子径は、同じでも異なっていても良い。
導電粒子が金属被覆樹脂粒子である場合、樹脂コア粒子の粒子硬さ（２０％Ｋ値；圧縮
弾性変形特性Ｋ20）は、良好な接続信頼性を得るために、好ましくは１００～１０００
ｋｇｆ／ｍｍ2、より好ましくは２００から５００ｋｇｆ／ｍｍ2である。また、第１導
電粒子層３ａの導電粒子２ａの粒子硬さと、第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの粒子硬
さは、同じでも異なっていても良い。
そのような樹脂コアとしては、圧縮変形に優れるプラスチック材料からなる粒子を用いることが好ましく、例えば(メタ)アクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン－(メタ)アクリル共重合樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ポリエステル樹脂等で形成することができる。ここで、“（メタ）アクリレート”は、アクリレートとメタクリレートとを包含する。
樹脂コアは、上述の(メタ)アクリレート系樹脂またはポリスチレン系樹脂のいずれかの樹脂単独で形成されていてもよく、これらの樹脂のブレンド組成物から形成されていてもよい。また、後述する(メタ)アクリレート系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体から形成されていてよい。
(メタ)アクリレート系樹脂は、(メタ)アクリレート系モノマーと、さらに必要によりこれと共重合可能な反応性二重結合を有する化合物（例えば、ビニル系モノマー、不飽和カルボン酸モノマー等）および二官能あるいは多官能性モノマーとの共重合体であることが好ましい。ここで、モノマーには、加熱や紫外線照射等により重合するものであれば、２個以上のモノマーの重合体であるオリゴマーも含まれる。
(メタ)アクリレート系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、２-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、２-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、２-プロピル(メタ)アクリレート、クロロ-２-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートおよびイソボロノル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
一方、ポリスチレン系樹脂は、スチレン系モノマーと、さらに必要によりこれと共重合可能な反応性二重結合を有する化合物（例えば、ビニル系モノマー、不飽和カルボン酸モノマー等）および二官能あるいは多官能性モノマーとの共重合体であることが好ましい。ここで、モノマーには、加熱や紫外線照射等により重合するものであれば、２個以上のモノマーの重合体であるオリゴマーも含まれる。
スチレン系モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘブチルスチレンおよびオクチルスチレン等のアルキルスチレン；フロロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨウドスチレンおよびクロロメチルスチレンなどのハロゲン化スチレン；ならびに、ニトロスチレン、アセチルスチレンおよびメトキシスチレンを挙げることができる。
樹脂コアを構成する好ましい（メタ）アクリレート系樹脂の一例として、ウレタン化合物と、（メタ）アクリレート系モノマーとの重合体で構成される場合が挙げられる。ウレタン化合物としては、多官能ウレタンアクリレートを使用することができ、例えば２官能ウレタンアクリレート等を使用することができる。ここで、モノマー１００重量部に対し、前記ウレタン化合物は５重量部以上含有されることが好ましく、２５重量部以上含有されることがより好ましい。
なお、導電粒子２ａ及び導電粒子２ｂは、異方性導電接続すべき二つの電子部品の対向電極間距離がほぼ一定である場合（例えば、ＩＣチップのバンプ高さが均一である場合）には、実用的にはサイズや硬さや材質等の点で同じであることが好ましい。これにより、異方性導電接続の際に接続すべき対向電極間に存在する導電粒子を均一に潰れさせることができるので、初期導通抵抗値を低減させ、導通信頼性を改善させ、ショートの発生率を低減させることができる。
他方、異方性導電接続すべき二つの電子部品の対向電極間距離にバラツキが存在する場合（例えば、ＩＣチップのバンプの高さのバラツキがある場合）には、導電粒子２ａ及び導電粒子２ｂとしてサイズや硬さや材質等の点で同じのものを使用すると不都合が生じる場合がある。例えば、導電粒子として比較的小さいサイズのものだけを使用すると、相対的に広い電極間距離の対向電極間で導電粒子が十分に潰れないために、異方性導電接続時に圧痕が不均一となり製品検査時に不良判定されたり、初期導通抵抗が上昇したり、導通信頼性が低下したりすることがあり得る。また、導電粒子として比較的粒子硬さが高いものだけを使用すると、相対的に狭い電極間距離の対向電極間で強い圧痕が出現する一方で粒子そのものが十分に潰れないために、初期導通抵抗値が上昇し、導通信頼性が低下することがあり得る。従って、異方性導電接続すべき二つの電子部品の対向電極間距離にバラツキが存在する場合には、導電粒子２ａ及び導電粒子２ｂとして、そのバラツキをキャンセルできるように、サイズや粒子硬さ等の点で、互いに相違するものを使用することが好ましい。この場合、導電粒子の配列パターンは、異方性導電接続すべき二つの電子部品の対向電極間距離のバラツキをキャンセルできるようなパターンとすることが好ましい。
絶縁性樹脂層４における、第１導電粒子層３ａの導電粒子２ａと第２導電粒子層３ｂの導電粒子２ｂの合計の粒子量は、少なすぎると導電粒子捕捉数が低下して異方性導電接続が難しくなり、多すぎるとショートすることが懸念されるので、好ましくは１平方ｍｍ当たり５０～５００００個、より好ましくは２００～５００００個である。
<<絶縁性樹脂層>>
絶縁性樹脂層４としては、公知の異方性導電性フィルムで使用される絶縁性樹脂層を適宜採用することができる。例えば、（メタ）アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む光重合性樹脂から形成した樹脂層、（メタ）アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱重合性樹脂から形成した樹脂層、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱重合性樹脂から形成した樹脂層、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱重合性樹脂から形成した樹脂層等を使用することができる。光ラジカル重合開始剤を使用する場合に、光ラジカル重合開始剤に加えて、熱ラジカル重合開始剤を使用してもよい。また、絶縁性樹脂層４を、複数の樹脂層から形成してもよい。
ここで、（メタ）アクリレート化合物としては、従来公知の光重合型（メタ）アクリレートモノマーを使用することができる。例えば、単官能（メタ）アクリレート系モノマー、二官能以上の多官能（メタ）アクリレート系モノマーを使用することができる。本発明においては、異方性導電接続時に絶縁性樹脂層を熱硬化できるように、（メタ）アクリレート系モノマーの少なくとも一部に多官能（メタ）アクリレート系モノマーを使用することが好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等の公知の重合開始剤が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤の使用量は、アクリレート化合物１００質量部に対し、少なすぎると重合が十分に進行せず、多すぎると剛性低下の原因となるので、好ましくは０．１～２５質量部、より好ましくは０．５～１５質量部である。
熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物、アゾ系化合物等を挙げることができる。特に、気泡の原因となる窒素を発生しない有機過酸化物を好ましく使用することができる。
熱ラジカル重合開始剤の使用量は、少なすぎると硬化不良となり、多すぎると製品ライフの低下となるので、アクリレート化合物１００質量部に対し、好ましくは２～６０質量部、より好ましくは５～４０質量部である。
熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により酸を発生するヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができ、特に、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。
熱カチオン重合開始剤の配合量は、少なすぎても硬化不良となる傾向があり、多すぎても製品ライフが低下する傾向があるので、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２～６０質量部、より好ましくは５～４０質量部である。
熱アニオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱アニオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により塩基を発生する脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物、二級又は三級アミン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリメルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素－アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等を用いることができ、特に温度に対して良好な潜在性を示すカプセル化イミダゾール系化合物を好ましく使用することができる。
熱アニオン重合開始剤の配合量は、少なすぎても硬化不良となる傾向があり、多すぎても製品ライフが低下する傾向があるので、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２～６０質量部、より好ましくは５～４０質量部である。
絶縁性樹脂層４を、複数の樹脂層から形成する態様としては、第１導電粒子層３ａを保持する絶縁性樹脂層と第２導電粒子層３ｂを保持する絶縁性樹脂層とを別個の樹脂層から形成することができる。また、第１導電粒子層３ａを保持する絶縁性樹脂層と第２導電粒子層３ｂを保持する絶縁性樹脂層との間に、これらを接着するために中間樹脂層を設けても良く、また、この中間樹脂層に、異方性導電フィルムの巻き取り時、巻出時、搬送時、異方性導電接続工程のフィルムの引き出し時等に導電粒子に加わる応力を緩和する機能をもたせてもよい。また、この絶縁性樹脂層４の片面に、導電粒子を含有していない比較的厚い絶縁性バインダ層を設けてもよい(図示せず)。
中間樹脂層に応力緩和機能を持たせる場合、中間樹脂層は、重合開始剤を含有しない樹脂から形成することができる。この場合の中間樹脂層の形成樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
<<異方性導電フィルムの製造方法>>
(i)概要
図１Ａ、図１Ｂに示した異方性導電フィルム１Ａは、概略、次のようにして製造することができる。
まず、図７Ａに示すように、平面に複数の凹部１１が開口した第１転写型１０ａの該凹部１１に、導電粒子２ａを入れる（工程Ａ）。次に、第１転写型１０ａ内の導電粒子２ａを絶縁性樹脂層に転着させた第１絶縁性樹脂層４ａを形成する（工程Ｂ）（図７Ｂ～図７Ｅ）。
同様にして、複数の凹部が形成された第２転写型の凹部に導電粒子を入れ（工程Ｃ）、その第２転写型内の導電粒子を絶縁性樹脂層に転着させた第２絶縁性樹脂層を形成する（工程Ｄ）。
この場合、第１転写型、第２転写型において、隣り合う凹部の最近接距離を、該転写型に入れる導電粒子の平均粒子径の２倍以上とする。
そして、第１絶縁性樹脂層４ａの導電粒子２ａの転着面と、第２絶縁性樹脂層４ｂの導電粒子２ｂの転着面とを対向させ、これらを積層一体化する（工程Ｅ）（図７Ｆ～図７Ｇ）。
このように導電粒子を転着させた絶縁性樹脂層同士の貼り合わせにより異方性導電フィルムを製造することで、異方性導電フィルムの生産効率を高めることができる。即ち、貼り合わせる個々の絶縁性樹脂層では、導電粒子の分散の密度を低くすることができるので、転写型における導電粒子の充填量を少なくすることができ、充填工程での歩留まりを向上させることができる。また、導電粒子を転着させた絶縁性樹脂層同士の貼り合わせをしない従来の異方性導電フィルムの製造方法では、転写型に充填する導電粒子の数が少ないために、それにより得られる異方性導電フィルムをファインピッチの配線に使用できない場合でも、本発明の製造方法によれば、その転写型を用いて、導電粒子が高密度に分散し、ファインピッチの端子に使用することのできる異方性導電フィルムを製造することが可能となる。
(ii)転写型
第１転写型及び第２転写型としては、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチールなどの金属等の無機材料や、各種樹脂等の有機材料などに対し、フォトリソグラフ法等の公知の開口形成方法によって開口を形成したものを使用することができる。また、転写型は、板状、ロール状等の形状をとることができる。
第１転写型、第２転写型の凹部の形状としては、円柱状、四角柱等の柱形状、円錐台、角錐台、円錐形、四角錐形等の錐体形状等を例示することができる。
凹部の配列としては、導電粒子にとらせる配列に応じて格子状、千鳥状等とすることができる。
凹部の深さに対する導電粒子の平均粒子径の比（＝導電粒子の平均粒子径／開口の深さ）は、転写性向上と導電粒子保持性とのバランスから、好ましくは０．４～３．０、より好ましくは０．５～１．５である。なお、転写型の凹部の径と深さは、レーザー顕微鏡で測定することができる。
凹部の開口径の導電粒子の平均粒子径に対する比（＝凹部の開口径／導電粒子の平均粒子径）は、導電粒子の収容のしやすさ、絶縁性樹脂の押し込みやすさ等のバランスから、好ましくは１．１～２．０、より好ましくは１．３～１．８である。
なお、凹部の開口径よりもその底径が小さい場合には、底径は導電粒子径の１．１倍以上２倍未満とし、開口径を導電粒子径の１．３倍以上３倍未満とすることが好ましい。
(iii)工程Ａ、工程Ｃ
第１転写型、第２転写型の凹部内に導電粒子２ａ、２ｂを収容する手法としては、特に限定されるものではなく、公知の手法を採用することができる。例えば、乾燥した導電粒子またはこれを溶媒中に分散させた分散液を、転写型の凹部の形成面上に散布または塗布し、ブラシやブレードなどを用いて凹部１１の形成面をワイプすればよい。
(iv)工程Ｂ、工程Ｄ
導電粒子２ａを転着させた第１絶縁性樹脂層４ａを形成する工程Ｂ、導電粒子２ｂを転着させた第２絶縁性樹脂層４ｂを形成する工程Ｄ、それらを積層一体化する工程Ｅは、第１絶縁性樹脂層４ａや第２絶縁性樹脂層４ｂを構成する絶縁性樹脂の種類に応じて種々の態様を取ることができる。
(iv-1)絶縁性樹脂を粘着性樹脂から形成する場合
例えば、工程Ｂ、工程Ｄにおいて、第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂをそれぞれ導電粒子に対して粘着性を有する粘着性樹脂から形成する場合、転写型に収容した導電粒子２ａ、２ｂに粘着性樹脂層を押圧し、その粘着性樹脂層を転写型から剥離するだけで導電粒子２ａ、２ｂが転着した第１、第２の絶縁性樹脂層４ａ、４ｂを得ることができる。
(iv-2)絶縁性樹脂層を熱重合性樹脂から形成する場合
工程Ｂ、工程Ｄにおいて、第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂを、それぞれ熱重合性樹脂を用いて形成する場合、工程Ｂにおける第１の方法として、第１転写型１０ａに収容した導電粒子２ａに熱重合性樹脂層を押圧することにより、熱重合性樹脂層に導電粒子２ａを付着させ、導電粒子２ａが付着した熱重合性樹脂層を転写型から剥離し、次いで熱重合性樹脂層を加熱重合して熱重合樹脂層とし、導電粒子２ａを熱重合樹脂層に固定する。あるいは、第２の方法として、第１転写型１０ａに収容した導電粒子２ａに熱重合性樹脂層を押圧し、第１転写型１０ａに導電粒子２ａが収容されている状態で熱重合性樹脂を加熱重合し、第１転写型１０ａから剥離することで導電粒子２ａを転着させた第１絶縁性樹脂層４ａを得る。
同様にして、工程Ｄにおいて熱重合性樹脂を使用し、第１の方法又は第２の方法により
導電粒子２ｂが転着した第２絶縁性樹脂層４ｂを得る。
後述するように工程Ｅにおいて半硬化状態の第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層を積層して加熱硬化させることにより一体化する場合、工程Ｂ及び工程Ｄにおける加熱重合は、熱重合性樹脂層が半硬化状態となるように行えばよい。一方、工程Ｅにおいて別途中間樹脂層を介して第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層を積層一体化する場合、工程Ｂ及び工程Ｄにおける加熱重合では、熱重合性樹脂層を完全硬化してもよい。
(iv-3)絶縁性樹脂層を光重合性樹脂から形成する場合
第１絶縁性樹脂層４ａを、光重合性樹脂を用いて形成する場合、転写型に収容した導電粒子を転着させた第１絶縁性樹脂層を容易に製造することができるので好ましい。第１絶縁性樹脂層４ａを、光重合性樹脂を用いて形成する方法としても、例えば、第１の方法として、(a1)第１転写型１０ａ内の導電粒子２ａに光重合性樹脂層を押圧することにより光重合性樹脂層に導電粒子を付着させ、(a2)その光重合性樹脂層を転写型から剥離することにより、導電粒子が転着した光重合性樹脂層を得、(a3)導電粒子が転着した光重合性樹脂層に紫外線を照射して光重合性樹脂を光重合樹脂とすることにより行う方法をあげることができる。
より具体的には、図７Ｂに示すように、剥離フィルム５ａ上に形成された光重合性樹脂からなる第１絶縁性樹脂層４ａを、第１転写型１０ａに収容された導電粒子２ａに対向させ、図７Ｃに示すように、第１絶縁性樹脂層４ａに圧力をかけ、凹部１１内に絶縁性樹脂を押し込んで第１絶縁性樹脂層４ａに導電粒子２ａを埋め込み、図７Ｄに示すように導電粒子２ａを転着させた第１絶縁性樹脂層４ａを第１転写型１０ａから剥離し、第１絶縁性樹脂層４ａにＵＶ照射する。この場合、図７Ｅに示すように、導電粒子２ａ側から紫外線ＵＶを照射することが好ましい。これにより、導電粒子２ａを第１絶縁性樹脂層４ａに固定化することができる。しかも、導電粒子２ａの下方のＵＶ照射で影になる領域Ｘの硬化率を、その周囲の領域Ｙに比べて低くすることができるので、異方性導電接続の際の導電粒子２ａの押し込みが容易となる。
第１絶縁性樹脂層４ａを、光重合性樹脂を用いて形成する場合の第２の方法として、(b1)図７Ｃのように、第１転写型１０ａ内の導電粒子に第１光重合性樹脂層４ａを押圧した後、(b2)図８に示すように、第１転写型１０ａ上の第１光重合性樹脂層４ａに、第１転写型１０ａ側から紫外線を照射することにより第１光重合性樹脂層４ａを重合して導電粒子が保持された光重合樹脂層を形成し、(b3)導電粒子が保持された光重合性樹脂層を転写型から剥離することにより、導電粒子が転着している光重合樹脂層を形成してもよい。この場合、第１転写型１０ａとして紫外線透過性のものを使用する。
同様にして、工程Ｄにおいて光重合性樹脂を用いて、第１の方法又は第２の方法により導電粒子２ｂが転着した第２絶縁性樹脂層４ｂを得る。
第１の方法においても、第２の方法においても、工程Ｅにおいて第１絶縁性樹脂層４ａと第２絶縁性樹脂層４ｂをそれぞれ半硬化状態で積層して光重合して一体化する場合、工程Ｂ及び工程Ｄにおける紫外線照射による光重合は、光重合性樹脂層が半硬化状態となるように行えばよい。一方、工程Ｅにおいて別途中間樹脂層を介して第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層を積層一体化する場合、工程Ｂ及び工程Ｄにおける光重合では光重合性樹脂層を完全硬化してもよい。
(iv-4)絶縁性樹脂層を熱重合性及び光重合性を有する樹脂から形成する場合
第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂを、熱によっても光によっても重合する熱重合性及び光重合性の樹脂を用いて形成する場合も、上述の熱重合性樹脂又は光重合性樹脂を使用する場合に準じて導電粒子を転着させた絶縁性樹脂層を得ることができる。
(v)工程Ｅ
(v-1)半硬化状態の絶縁性樹脂層の積層一体化
工程Ｂ又は工程Ｄにおいて、光重合性を有する樹脂を用いて、第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂを半硬化状態に形成した場合、工程Ｅでは、第１絶縁性樹脂層４ａの導電粒子２ａの転着面と、第２絶縁性樹脂層４ｂの導電粒子２ｂの転着面とを対向させ（図７Ｆ）、これらを積層し、紫外線照射することにより積層一体化する（図７Ｇ）。こうして得られた積層体から剥離フィルム５ａ、５ｂを剥離することにより、図１Ａに示した異方性導電フィルム１Ａを得ることができる。
工程Ｂ又は工程Ｄにおいて、熱重合性を有する樹脂を用いて第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂを半硬化状態に形成した場合も同様に、これらを積層し、加熱重合することにより一体化する。
(v-2)完全硬化状態の絶縁性樹脂層の積層一体化
工程Ｂ又は工程Ｄにおいて、光重合性を有する樹脂を用いて、第１絶縁性樹脂層４ａ及び第２絶縁性樹脂層４ｂを完全硬化状態に形成した場合、工程Ｅでは、図９Ａに示すように、第１絶縁性樹脂層４ａと第２絶縁性樹脂層４ｂの間に、中間樹脂層として絶縁性接着剤層６を挟むことでこれらを一体化し、異方性導電フィルムを得てもよい。この場合、絶縁性接着剤層６は、液状接着性樹脂の塗布、フィルム状接着性樹脂の貼着等により設けることができる。
また、絶縁性接着剤層６は、第１絶縁性樹脂層４ａ又は第２絶縁性樹脂層４ｂと同種の樹脂から形成してもよい。これにより、図９Ｂに示すように、単層の絶縁性樹脂層中に第１導電粒子層４ａと第２導電粒子層４ｂを設け、その第１導電粒子層４ａのフィルム面方向の導電粒子２ａの中心線Ｐａと第２導電粒子層４ｂのフィルム面方向の導電粒子２ｂの中心線Ｐｂとの距離Ｓを広げることができる。なお、過度に距離Ｓを広げると、異方性導電接続時の絶縁性樹脂の流動により、導電粒子が流れやすくなるため、距離Ｓは、導電粒子２ａ、２ｂの平均粒子径の好ましくは５倍以内、より好ましくは３倍以内である。
また、工程Ｅにおいて、図１０Ａに示すように、中間樹脂層として、重合開始剤を含有しない樹脂からなる応力緩和層７を設け、図１０Ｂに示すように積層一体化してもよい。
なお、絶縁性樹脂層４を、第１導電粒子層３ａを保持する第１絶縁性樹脂層４ａ、第２導電粒子層３ｂを保持する第２絶縁性樹脂層４ｂ及びこれらに挟まれた中間樹脂層８（絶縁性接着剤層、応力緩和層等）の多層構成とする場合に、転写型の凹みの深さ、第１絶縁性樹脂層４ａの層厚、第２絶縁性樹脂層４ｂの層厚等を適宜調整することにより、図１１に示すように、第１導電粒子層４ａを形成する導電粒子２ａを、第１絶縁性樹脂層４ａから突出させてもよく、同様に、第２導電粒子層３ｂを形成する導電粒子２ｂを、第２絶縁性樹脂層４ｂから突出させてもよい。さらに、第１絶縁性樹脂層４ａから突出する第１導電粒子層３ａの突出量や、第２絶縁性樹脂層４ｂから突出する第２導電粒子層３ｂの突出量を適宜調整することにより、図１２に示すように、第１導電粒子層４ａの導電粒子２ａと、第２導電粒子層４ｂの導電粒子２ｂとが略同一面にある異方性導電フィルムを形成してもよい。
<<接続構造体>>
本発明の異方性導電フィルムは、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、ＦＰＣなどの第１電子部品と、ＦＰＣ、ガラス基板、リジッド基板、セラミック基板などの第２電子部品とを異方性導電接続する際に好ましく適用することができる。このようにして得られる接続構造体も本発明の一部である。
異方性導電フィルムを用いた電子部品の接続方法としては、例えば、各種基板などの第２電子部品に対し、異方性導電フィルムを仮貼し（絶縁性バインダ層が形成されている場合には絶縁性バインダ層側から仮貼りし）、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、ＩＣチップ等の第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着することが、接続信頼性を高める点から好ましい。また、光硬化を利用して接続することもできる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１～７、比較例１～４
フェノキシ樹脂（新日鉄住金化学（株）、ＹＰ－５０）６０質量部、エポキシ樹脂（三菱化学（株）、ｊＥＲ８２８）４０質量部、熱カチオン重合開始剤（潜在性硬化剤）（三新化学工業（株）、ＳＩ－６０Ｌ）２質量部を含有する熱重合性の絶縁性樹脂を調製し、これをフィルム厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、８０℃のオーブンにて５分間乾燥させ、ＰＥＴフィルム上に厚み２０μｍの粘着性の絶縁性樹脂層を形成した。
一方、表１に示す配列パターンに対応した凸部の配列パターンを有する金型を作成し、その金型に、公知の透明性樹脂のペレットを溶融させたものを流し込み、冷やして固めることで、凹部が表１に示す配列パターンの樹脂製の転写型を作製した。この転写型の凹部に導電粒子(積水化学工業(株)、ＡＵＬ７０４、粒径４μｍ)を充填し、その上に上述の絶縁性樹脂層を被せ、熱硬化させた。そして、転写型から絶縁性樹脂層を剥離し、導電粒子を転着した第１絶縁性樹脂層を作製した。また、同様にして導電粒子を転着した第２絶縁性樹脂層を作製した。
第１絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面と第２絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面を対向させ、これらを加熱圧着することで異方性導電フィルムを製造した。この場合、実施例３では、第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層の間に、異方性導電接続時の応力緩和作用を有する中間樹脂層として、厚さ６μｍの絶縁性樹脂フィルム（フェノキシ樹脂６０質量％、エポキシ樹脂４０質量％）を介在させた。また、実施例４では、実施例１の転写型の凹部を浅くしたもの（転写型の深さが粒子径の０．４倍）を使用した以外は実施例１と同様にして異方性導電フィルムを製造した。
＜評価＞
実施例１～７及び比較例１～４の異方性導電フィルムについて、(a)初期導通抵抗、(b)導通信頼性、(c)ショート発生率をそれぞれ次のように評価した。結果を表１に示す。
(a)初期導通抵抗
各実施例及び比較例の異方性導電フィルムを、初期導通および導通信頼性の評価用ＩＣとガラス基板の間に挟み、加熱加圧（１８０℃、８０ＭＰａ、５秒）して各評価用接続物を得、この評価用接続物の導通抵抗を測定した。ここで、評価用ＩＣとガラス基板は、それらの端子パターンが対応しており、サイズは次の通りである。
初期導通および導通信頼性の評価用ＩＣ
外径 0.7×20mm
厚み 0.2mm
Bump仕様 金メッキ、高さ12μm、サイズ15×100μm、バンプ間ギャップ15μm
ガラス基板
ガラス材質 コーニング社製
外径 30×50mm
厚み 0.5mm
電極 ＩＴＯ配線
(b)導通信頼性
(a)の評価用ＩＣと各実施例及び比較例の異方性導電フィルムとの評価用接続物を温度８５℃、湿度８５％ＲＨの恒温槽に５００時間おいた後の導通抵抗を、(a)と同様に測定した。なお、この導通抵抗が５Ω以上であると、接続した電子部品の実用的な導通安定性の点から好ましくない。
(c)ショート発生率
ショート発生率の評価用ＩＣとして次のＩＣ（７．５μｍスペースの櫛歯ＴＥＧ(test element group)）を用意した。
外径 1.5×13mm
厚み 0.5mm
Bump仕様 金メッキ、高さ15μm、サイズ25×140μm、Bump間Gap7.5μm
各実施例及び比較例の異方性導電フィルムを、ショート発生率の評価用ＩＣと、該評価用ＩＣに対応したパターンのガラス基板との間に挟み、(a)と同様の接続条件で加熱加圧して接続物を得、その接続物のショート発生率を求めた。ショート発生率は、「ショートの発生数/７．５μｍスペース総数」で算出される。ショート発生率は、実用上、１００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
Figure 0007017158000001
表１から分かるように、実施例１～７の異方性導電フィルムは、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率の全ての評価項目について実用上好ましい結果を示した。特に、実施例３は、異方性導電接続時の応力緩和作用を有する中間樹脂層を設けているので、第１導電粒子層の中心線と第２導電粒子層の中心線との厚み方向の距離が他の実施例や比較例に比して離れているが、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率のいずれも好ましい結果であった。また実施例４から、第１導電粒子層の中心線と第２導電粒子層の中心線との厚み方向の距離Ｓが導電粒子径の１／５で、この距離Ｓが、他の実施例や比較例に比して小さいものでも初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率のいずれも好ましい結果が得られ、実用上問題ないことが分かった。
一方、比較例１、２は、単層の導電粒子層から形成されており、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率のいずれも実用上好ましい結果を示している。しかしながら、比較例１、２では、製造時に導電粒子を転写型から絶縁性樹脂層に転写するときに、凹部が密に配置された転写型を使用することが必要となり、所期の配列に欠陥無く導電粒子を配置することが難しい。したがって、本発明の実施例によれば、比較例１、２と導電粒子が同等に配置されている異方性導電フィルムを、凹部が粗に配置された転写型を使用して簡便に製造できることが確認できた。
また、比較例３、４は、第１導電粒子層、第２導電粒子層のそれぞれにおいて、導電粒子間距離が狭く、導電粒子が密に詰まり過ぎた状態であるため、ショート発生率が高くなっている。
なお、実施例１～７において、熱重合性の絶縁性樹脂に代えて、フェノキシ樹脂、アクリレート樹脂及び光ラジカル重合開始剤を含む光重合性の絶縁性樹脂を使用した場合にも、熱重合性の絶縁性樹脂を使用した場合と同様に、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率のいずれも実用上好ましい結果となった。
実施例８～１３、比較例５～９
フェノキシ樹脂（新日鉄住金化学（株）、ＹＰ－５０）６０質量部、エポキシ樹脂（三菱化学（株）、ｊＥＲ８２８）４０質量部、及び熱カチオン重合開始剤（潜在性硬化剤）（三新化学工業（株）、ＳＩ－６０Ｌ）２質量部を含有する熱重合性の絶縁性樹脂を調製し、これをフィルム厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、８０℃のオーブンにて５分間乾燥させ、ＰＥＴフィルム上に厚み２０μｍの粘着性の絶縁性樹脂層を形成した。
一方、二次元の面心格子配列パターンに対応した凸部の配列パターンを有する金型を作成し、その金型に、公知の透明性樹脂のペレットを溶融させたものを流し込み、冷やして固めることで、凹部が二次元の面心格子配列パターンの樹脂製の転写型を作製した。この転写型の凹部に、表２に示す平均粒子径と粒子硬さとを有する金メッキ導電粒子を充填し、その上に上述の絶縁性樹脂層を被せ、熱硬化させた。そして、転写型から絶縁性樹脂層を剥離し、導電粒子を転着した第１絶縁性樹脂層を作製した。また、同様にして導電粒子を転着した第２絶縁性樹脂層を作製した。
第１絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面と第２絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面を対向させ、これらを加熱圧着することで異方性導電フィルムを製造した。
ただし、比較例５～８については、第１導電粒子層の導電粒子を単分散（ランダム）又は面心格子配列とし、第２導電粒子層に相当する層には、導電粒子を含有させず、絶縁性接着層とした。比較例９については、第１及び第２導電粒子層における導電粒子を単分散とした。
なお、表２において平均粒子径と粒子硬さで特定されている金メッキ導電粒子は以下の通りに作製して得たものを用いた。
なお、表２において平均粒子径と粒子硬さで特定されている導電粒子としては、以下に示すように作成した樹脂コアを用いて作製して得たものを用いた。
＜樹脂コアの作製＞
ジビニルベンゼン、スチレン、ブチルメタクリレートの混合比を調整した溶液に、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・分級することにより、樹脂コアとして平均粒子径３、４又は５μｍのジビニルベンゼン系樹脂粒子を得た。粒子の硬さはジビニルベンゼン、スチレン、ブチルメタクリレートの混合比を調整して行った。
＜導電粒子の作成＞
次に、得られたジビニルベンゼン系樹脂粒子（５ｇ）に、パラジウム触媒を浸漬法により坦持させた。次いで、この樹脂粒子に対し、硫酸ニッケル六水和物、次亜リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリエタノールアミン及び硝酸タリウムから調製された無電解ニッケルメッキ液（ｐＨ１２、メッキ液温５０℃）を用いて無電解ニッケルメッキを行い、表面金属層としてニッケルメッキ層を有するニッケル被覆樹脂粒子を作製した。
続いて、このニッケル被覆樹脂粒子（１２ｇ）を、塩化金酸ナトリウム１０ｇをイオン交換水１０００ｍLに溶解させた溶液に混合して水性懸濁液を調整した。得られた水性懸濁液に、チオ硫酸アンモニウム１５ｇ、亜硫酸アンモニウム８０ｇ、及びリン酸水素アンモニウム４０ｇを投入することにより金メッキ浴を調整した。得られた金メッキ浴にヒドロキシルアミン４ｇを投入後、アンモニアを用いて金メッキ浴のｐＨを９に調整し、そして浴温を６０℃に１５～２０分程度維持することにより、以下のようにニッケルメッキ層の表面に金メッキ層が形成された導電粒子を作製した。
（イ）平均粒子径３μｍ、粒子硬さ２００ｋｇｆ／ｍｍ2
（ロ）平均粒子径３μｍ、粒子硬さ４００ｋｇｆ／ｍｍ2
（ハ）平均粒子径３μｍ、粒子硬さ５００ｋｇｆ／ｍｍ2
（ニ）平均粒子径４μｍ、粒子硬さ２００ｋｇｆ／ｍｍ2
（ホ）平均粒子径５μｍ、粒子硬さ５０ｋｇｆ／ｍｍ2
（ヘ）平均粒子径５μｍ、粒子硬さ２００ｋｇｆ／ｍｍ2
（ト）平均粒子径５μｍ、粒子硬さ３００ｋｇｆ／ｍｍ2
＜評価＞
実施例８～１３及び比較例５～９の異方性導電フィルムについて、(a)初期導通抵抗、(b)導通信頼性、(c)ショート発生率をそれぞれ次のように評価した。追加的に(d)バンプの圧痕状態を観察し評価した。結果を表２に示す。
(a)初期導通抵抗
各実施例又は比較例の異方性導電フィルムを、初期導通および導通信頼性の評価用ＩＣとガラス基板の間に挟み、加熱加圧（１７０℃、６０ＭＰａ、１０秒）して各評価用接続物を得、この評価用接続物の導通抵抗を測定した。導通抵抗が５Ω未満である場合を非常に良好「Ａ」と評価し、５Ω以上１０Ω未満である場合を良好「Ｂ」と評価し、１０Ω以上である場合を不良「Ｃ」と評価した。なお、評価用ＩＣとガラス基板は、それらの端子パターンが対応しており、サイズは次の通りである。
初期導通および導通信頼性の評価用ＩＣ
外径： 1.8×20mm
厚み： 0.5mm
Bump仕様： 金メッキ、高さ14又は15μm、サイズ30×85μm
（なお、バンプ高さの「１４又は１５μｍ」は、一つのバンプ中で１μｍの高低差があることを示している。高さ１４μｍの部分をバンプ凹部とし、高さ１５μｍの部分をバンプ凸部とした。）
ガラス基板
ガラス材質 コーニング社製
外径 30×50mm
厚み 0.5mm
電極 ＩＴＯ配線
(b)導通信頼性
(a)の評価用ＩＣと各実施例又は比較例の異方性導電フィルムとの評価用接続物を温度８５℃、湿度８５％ＲＨの恒温槽に５００時間おいた後の導通抵抗を、(a)と同様に測定した。導通抵抗が１０Ω未満である場合、導通信頼性が非常に良好「Ａ」と評価し、１０Ω以上２０Ω未満である場合を良好「Ｂ」と評価し、２０Ω以上である場合を不良「Ｃ」と評価した。
(c)ショート発生率
ショート発生率の評価用ＩＣとして次のＩＣ（７．５μｍスペースの櫛歯ＴＥＧ(test element group)）を用意した。
外径： 1.5×13mm
厚み： 0.5mm
Bump仕様： 金メッキ、高さ15μm、サイズ25×140μm、Bumpスペース10μm、Bump間Gap7.5μm、ギャップ数１６セット（１セット当たり１０カ所）
ガラス基板
外径 30×50mm
厚み 0.5mm
電極 ＩＴＯ配線
各実施例及び比較例の異方性導電フィルムを、ショート発生率の評価用ＩＣと、該評価用ＩＣに対応したパターンのガラス基板との間に挟み、加熱加圧（１７０℃、６０ＭＰａ、１０秒）して各評価用接続物を得、この評価用接続物のショート発生率を求めた。ショート発生率は、「ショートの発生数/７．５μｍスペース総数」で算出される。ショート発生率が５０ｐｐｍ未満である場合を非常に良好「Ａ」と評価し、５０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ未満である場合を良好「Ｂ」と評価し、２５０ｐｐｍ以上である場合を不良「Ｃ」と評価した。
(d)バンプの圧痕状態
初期導通抵抗評価で使用した評価用接続物について、ガラス基板側からバンプの圧痕を倍率２０倍の光学顕微鏡で１０個のバンプを観察し、観察された圧痕の数が１０箇所以上である場合を非常に良好「Ａ」と評価し、８又は９個の圧痕が観察された場合を良好「Ｂ」と評価し、観察された圧痕が７個以下の場合を不良「Ｃ」と評価した。バンプ凸部と凹部のいずれかがＡ又はＢ評価であれば実用上問題はないと評価できる。
Figure 0007017158000002
実施例８～１３、比較例５～９は、導電粒子の粒径と粒子硬さと、評価結果との関係について検討したものである。
表２から分かるように、実施例８～１３の異方性導電フィルムは、粒子間距離が平均粒子径の２倍以上あり、しかも導電粒子の粒径と粒子硬さのバランスがよいため、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率、バンプの圧痕状態の全ての評価項目について実用上良好な結果を示した。なお、実施例１１～１３では、バンプ凹部の圧痕状態はＣ評価であったが、バンプ凸部の圧痕状態がＢ評価であったため、実用上問題なかった。
それに対し、比較例５～８の異方性導電フィルムの場合、実施例と異なり、第２導電粒子層に相当する層は、導電粒子を含有していない絶縁性樹脂層となっていた。
また、比較例５の異方性導電フィルムの場合、導電粒子の平均粒子径が５μｍと比較的大きく、粒子個数密度が６００００個／ｍｍ2と比較的高く、しかもランダムに分散させていたので、ショートの発生率がＣ評価となった。反対に比較例７の異方性導電フィルムの場合、粒子個数密度が６００００個／ｍｍ2と比較的高く、しかもランダムに分散されていたが、平均粒子径が３μｍと比較的小径であったため、バンプの凹凸をキャンセルすることができず、導通信頼性がＣ評価となった。
比較例６の異方性導電フィルムの場合、導電粒子を面心格子配列させたが、粒子間距離平均粒子径が５μｍと比較的大きく、しかも粒子硬さが５０ｋｇｆ／ｍｍ2と比較的柔らか過ぎるため、圧痕状態がバンプ凸部・凹部ともＣ評価となり、凹凸のあるバンプに十分に対応できていなかった。反対に比較例８の異方性導電フィルムの場合、導電粒子の平均粒子粒が３μｍと比較的小径であり、しかも粒子硬さが５００ｋｇｆ／ｍｍ2と比較的硬かったため、バンプ凸部での圧痕状態がＡ評価であったが、導通信頼性がＣ評価となった。これは粒子径が小さすぎるために、特にバンプの凹部での接続が保たれなくなり、抵抗値が上昇したものと考えられる。
比較例９の異方性導電フィルムの場合、第１導電粒子層と第２導電粒子層とが積層されているものの、いずれの層もランダム配置であり、導電粒子の粒子個数密度がそれぞれ３００００個／ｍｍ2であったため、ショート発生率がＣ評価となった。これは、導電粒子同士の接触が発生しやすい状況になったためと考えられる。
なお、実施例８～１３において、熱重合性の絶縁性樹脂に代えて、フェノキシ樹脂、アクリレート樹脂及び光ラジカル重合開始剤を含む光重合性の絶縁性樹脂を使用した場合にも、熱重合性の絶縁性樹脂を使用した場合と同様に、初期導通抵抗、導通信頼性、ショート発生率、バンプの圧痕状態の全ての評価項目についていずれも実用上問題のない結果となった。
本発明の異方性導電フィルムは、ＩＣチップなどの電子部品の配線基板への異方性導電接続に有用である。電子部品の配線は狭小化が進んでおり、本発明は、狭小化した電子部品を異方性導電接続する場合に特に有用となる。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｘ 異方性導電フィルム
２ａ、２ｂ 導電粒子
３ａ 第１導電粒子層
３ｂ 第２導電粒子層
４ 絶縁性樹脂層
４ａ 第１絶縁性樹脂層
４ｂ 第２絶縁性樹脂層
５ａ 剥離フィルム
６ 絶縁性接着剤層
７ 応力緩和層
８ 中間樹脂層
１０ａ 転写型
１１ 凹部
２０ 電子部品
２１ 端子
２２ 電子部品
２３ 端子
Ｄａ 第１導電粒子層における導電粒子の平均粒子径
Ｄｂ 第２導電粒子層における導電粒子の平均粒子径
Ｌａ 第１導電粒子層における導電粒子の最近接距離
Ｌｂ 第２導電粒子層における導電粒子の最近接距離
Ｌｃ 異方性導電フィルムの平面視における導電粒子の最近接距離
Ｐａ 第１導電粒子層における導電粒子の中心線
Ｐｂ 第２導電粒子層における導電粒子の中心線
Ｓ 第１導電粒子層の導電粒子の中心線と第２導電粒子層の導電粒子の中心線との距
離
ｚ フィルム厚方向

Claims (15)

  1. 複数の凹部が形成された第１転写型の凹部に導電粒子を入れる工程Ａ、
    第１転写型内の導電粒子が絶縁性樹脂層に転着している第１絶縁性樹脂層を形成する工程Ｂ、
    複数の凹部が形成された第２転写型の凹部に導電粒子を入れる工程Ｃ、
    第２転写型内の導電粒子が絶縁性樹脂層に転着している第２絶縁性樹脂層を形成する工程Ｄ、
    第１絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面と、第２絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面とを対向させ、これらを積層一体化する工程Ｅ、
    を有する異方性導電フィルムの製造方法であって、
    各転写型において、隣り合う凹部の最近接距離が、該転写型に入れる導電粒子の平均粒子径の２倍以上であり、
    工程Ｅにおいて、第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層とを積層一体化させる際に、第１絶縁性樹脂層の導電粒子と第２絶縁性樹脂層の導電粒子とが平面視でずれるように積層する製造方法。
  2. 工程Ｅにおいて、第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層とを積層一体化させる際に、第１絶縁性樹脂層の導電粒子と第２絶縁性樹脂層の導電粒子とが平面視で重ならないように積層する請求項１記載の製造方法。
  3. 工程Ｂ及び工程Ｄのそれぞれにおいて、
    (a1)転写型内の導電粒子に光重合性樹脂層を押圧することにより光重合性樹脂層に導電粒子を付着させ、
    (a2)その光重合性樹脂層を転写型から剥離することにより、導電粒子が転着した光重合性樹脂層を得、
    (a3)導電粒子が転着した光重合性樹脂層を光重合することにより、導電粒子が転着している光重合樹脂層を形成する請求項１または２記載の製造方法。
  4. 工程Ｂ及び工程Ｄのそれぞれにおいて、
    (b1)転写型内の導電粒子に光重合性樹脂層を押圧し、
    (b2)その光重合性樹脂層を光重合して導電粒子が保持された光重合樹脂層を形成し、
    (b3)導電粒子が保持された光重合性樹脂層を転写型から剥離することにより、導電粒子が転着している光重合樹脂層を形成する請求項１または２記載の製造方法。
  5. 工程Ｂ及び工程Ｄにおいて、絶縁性樹脂層を半硬化状態に形成し、
    工程Ｅにおいて、第１絶縁性樹脂層と第２絶縁性樹脂層を積層後、これらを硬化させて一体化する請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 工程Ｅにおいて、第１絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面と、第２絶縁性樹脂層の導電粒子の転着面とを、中間樹脂層を介して積層し一体化する請求項１～５のいずれかに記載の製造方法。
  7. 異方性導電フィルムを平面視した場合に第１導電粒子層の導電粒子と第２導電粒子層の導電粒子の位置が重なっていない請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
  8. 各導電粒子層において、導電粒子の最近接粒子間距離が、導電粒子の平均粒子径の２倍以上５０倍以下である請求項１～７のいずれかに記載の製造方法。
  9. 第１導電粒子層の導電粒子と第２導電粒子層の導電粒子とが、平均粒子径及び／又は粒子硬さの点で互いに相違している請求項１～８のいずれかに記載の製造方法。
    ム。
  10. 異方性導電フィルムのフィルム厚の方向につき、第１導電粒子層の中心と第２導電粒子層の中心との距離が導電粒子の平均粒子径の１／５以上である請求項１～９のいずれかに記載の製造方法。
  11. 各導電粒子層において、導電粒子が格子状に配列している請求項１～１０のいずれかに記載の製造方法。
  12. 第１導電粒子層と第２導電粒子層の導電粒子の配列が等しい請求項１～１１のいずれかに記載の製造方法。
  13. 絶縁性樹脂層が、光重合樹脂で形成されている請求項１～１２のいずれかに記載の製造方法。
  14. 絶縁性樹脂層が、重合性樹脂で形成された第１絶縁性樹脂層と、重合開始剤を含有しない中間樹脂層と、重合性樹脂で形成された第２絶縁性樹脂層の積層構造を有し、
    第１導電粒子層の各導電粒子は、少なくとも一部が第１絶縁性樹脂層に埋入し、
    第２導電粒子層の各導電粒子は、少なくとも一部が第２絶縁性樹脂層に埋入し、
    第１導電粒子層の導電粒子と、第２導電粒子層の導電粒子との間に中間樹脂層が存在する請求項１～１３のいずれかに記載の製造方法。
  15. 同一の導電粒子層に存在する任意の方向における導電粒子間距離が等しい請求項１～１４のいずれかに記載の製造方法。
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