(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子を接着剤層で被覆固定してなり、導電性粒子が密集域を形成し、密集域における導電性粒子の数は３個以上で、導電性粒子の密集域が、隙間なく並べた正三角形の頂部に形成され、隣接する密集域の端部からの垂線の間隔ｄが、接続すべき電極間距離よりも小さい接続部材。
【請求項２】
導電性粒子が絶縁被覆粒子である請求項１に記載の接続部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属するの技術分野】
本発明は、電子部品と回路板や、回路板同士を接着固定すると共に、両者の電極同士を電気的に接続するために用いられる接続部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品の小型薄型化に伴い、これらに用いる回路は高密度、高精細化しており、このような電子部品と微細電極の接続は、従来のはんだやゴムコネクタ等では対応が困難であることから、最近では分解能に優れた異方導電性の接着剤や膜状物（以下接続部材という）が多用されている。この接続部材は、導電性粒子を所定量含有した接着剤からなるもので、この接続部材を電子部品の接続電極と回路基板の回路電極との間に設け、加圧または加熱加圧手段を構じることによって、両者の電極同士が電気的に接続されると共に、電極に隣接して形成されている電極同士には絶縁性を付与して電子部品と回路とが接着固定されるものである。上記接続部材を高分解能化するための基本的な考えは、導電性粒子の粒径を隣接する電極間の絶縁部分よりも小さくすることで隣接電極間における絶縁性が確保され、併せて導電性粒子の含有量をこの粒子同士が接触しない範囲とすることにより接続部分における導通性が確実に得られるということである。
【０００３】
しかしながら、導電性粒子の粒径を小さくすると、粒子表面積の著しい増加により粒子が２次凝集を起こして隣接電極間の絶縁性が保持できなくなり、また導電性粒子の含有粒子を減少すると接続すべき回路上の導電性粒子の数も減少することから電極に対する接触点の数が不足し接続電極間での導通が得られなくなるため、長期接続信頼性を保ちながら接続部材を高分解能化することは極めて困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような微細電極や回路の接続を可能とし、且つ接続信頼性に優れた接続部材として、我々は先に必要部に導電性粒子の密集域を有する接続部材を提案した。これによれば、例えばピッチ２００μｍ以下といった半導体チップのようなドット状の電極や、ＴＡＢやＦＰＣ等の絶縁された多数の平行電極を有するライン状の微細電極の接続が可能となる。上記の方法はいずれも、必要部に貫通孔を有するメタルマスクを粘着性のある接着剤と平面的に接触させ、メタルマスクの上から導電性粒子をふりかけ余分な導電性粒子を取り除き、メタルマスクを除去して接続部材を作製している。また他の手段として、液晶スペーサ散布装置によりメタルマスクの上から導電性粒子を散布したりシルクスクリーン印刷法により作製が可能である。これらの方法は、簡単に小面積の高精度な接続部材を得る方法として優れているが、例えば連続したテープ状巻重体のような長尺品が得られず、工業的な大量生産を行い難い欠点があった。接続部材が長尺品であると接続の連続作業が可能となる。本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、導電性粒子の密集域を所定の配列で有する長尺状の接続部材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電性粒子を接着剤層で被覆固定してなり、導電性粒子が密集域を形成し、密集域における導電性粒子の数を３個以上で、導電性粒子の密集域が、隙間なく並べた正三角形の頂部に形成され、隣接する密集域の端部からの垂線の間隔ｄが、接続すべき電極間距離よりも小さい接続部材である。さらに、本発明は、導電性粒子が絶縁被覆粒子であると好ましい接続部材である。
【０００６】
以下本発明について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の接続部材の製造方法の一実施例を説明する断面模式図である。円筒状回転体１としては、例えばロール状が代表的である。材質は密集域形成の精度向上の点から剛性の金属が好ましい。表面２に所定の配列で導電性粒子の密集域３を形成する方法としては、例えばロールの表面２を凹版あるいは図示していないが凸版状に形成し、その部分に導電性粒子の密集域をドクターナイフ４等で一定量形成するグラビア印刷の手法がある。この場合導電性粒子は高分子バインダと溶媒よりなる液状物とすると形成作業が容易である。
【０００７】
また本発明の接続部材の製造方法の実施に好適な手段として、後述する表面に貫通孔を有する円筒状回転体と、円筒状回転体の内部に設けた導電性粒子の供給量制御装置と加圧手段からなる装置によっても形成可能である。対面走行する接着フィルム５は、熱可塑性材料や熱や光により硬化性を示す材料が広く適用できる。接続後の耐熱性や耐湿性に優れることから、硬化性材料の適用が好ましい。なかでもエポキシ系接着剤は短時間硬化が可能で接続作業性が良く、分子構造上接着性に優れる等の特徴から好ましく適用できる。
【０００８】
エポキシ系接着剤は、例えば高分子量エポキシ、固形エポキシと液状エポキシ、ウレタンやポリエステル、ＮＢＲ等で変性したエポキシを主成分とし、硬化剤や触媒、カップリング剤、充填剤等を添加してなるものが一般的である。接着フィルム５の厚みは、導電性粒子の密集域形成の精度向上の点から接着性の得られる範囲で薄い方が好ましく、５０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。接着フィルム５は、必要に応じてプラスチックフィルム等の可撓性の基材６で補強されていてもよい。
【０００９】
接着フィルム５への転写手段は、導電性粒子の密集域を加圧転写すれば良く、接着フィルム５が室温近辺で粘着性を示すと、導電性粒子の配置固定が容易なことから好ましい。導電性粒子を配置固定した接着フィルムは本発明でいう接続部材であり、連続した長尺品として巻重することできる。この時、導電性粒子の密集域を保持するため、必要に応じて更に別の接着フィルム５をラミネートしてサンドイッチ状としたり、熱ロールにより接着フィルム５中に埋め込むこともできる。また、接着特性の改良を目的に、液状物（接着剤、接着促進剤及び架橋剤等）を薄く形成することもできる。
【００１０】
図２を用いて導電性粒子７の密集域３を説明する。導電性粒子７の密集域３は、図２のように隣接する平行電極同士を導通させることなく絶縁性を保ち、且つ接続する全ての平行電極間に少なくとも密集域の一部が必ず挟まれる程度に配置する。図２においてｄは、Ｘ軸方向における密集域同士の最近接距離であり、接続時に多数の平行電極を有するライン状の微細電極と交差する方向をＸ軸、平行する方向をＹ軸とする。
【００１１】
密集域３中の導電性粒子７の数は、図２の一部に例示したように原則的には１個あれば良いが、３個以上とする。より好ましくは５個以上とすることで接続信頼性が向上するので好ましい。導電性粒子７は、接着フィルム５の表面でも、図１のように接着剤に埋まっていても良い。導電性粒子７としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属粒子やカーボン等があり、これら及び非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等の高分子核材等に、前記した導電層を被覆等により形成したものでも良い。さらに前記したような導電性粒子を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子も適用可能である。
【００１２】
はんだ等の熱溶融金属や、プラスチック等の高分子核材に導電層を形成したものは、加熱加圧もしくは加圧により変形性を有し、積層時に回路との接触面積が増加し信頼性が向上するので好ましい。特に高分子類を核とした場合、はんだのように融点を示さないので軟化の状態を接続温度で広く制御でき、電極の厚みや平坦性のばらつきに対応し易い接続部材が得られるので好ましい。また例えばＮｉやＷ等の硬質金属粒子の場合、導電性粒子が電極や配線パターンに突き刺さるので、酸化膜や汚染層の存在する場合にも低い接続抵抗が得られ、加えて接続部の固定による膨張収縮の制御にも有効で信頼性が向上する。
【００１３】
本発明の接続部材の実施に好適な製造装置を、図３に用いて説明する。表面に貫通孔８を有する円筒状回転体１は、例えばメタルマスクを円筒状としたものであり、その内部に導電性粒子の供給制御装置９と、加圧手段１０を設ける。供給制御装置９は、導電性粒子７の数や層数により量を制御するものであり、例えば円筒状回転体１とのギャップをコントロールできるドクターナイフやロール等がある。加圧手段１０は、導電性粒子７を接着フィルム５へ転写配置するものであり、円筒状回転体１に合わせて回転するロール等を例示できる。この場合、加圧手段１０が貫通孔８と一致した突状部を有すれば加圧転写がさらに有利となる。加圧手段１０により貫通孔より排出された導電性粒子７は、接着フィルム５に貼着され、走行手段１１により連続した長尺品として例えば巻重体１２とすることができる。図３の場合、円筒状回転体の厚みを薄くし導電性粒子７の粒径に近づけると密集域の微細配置の精度が向上し好適である。この方法は分散媒を用いず乾式下で行うことが可能なため、要部の導電性粒子濃度を密に形成でき、また清掃作業が容易である。
【００１４】
本発明の接続部材は、円筒状回転体の表面要部に導電性粒子の密集域を形成し、対面走行する接着フィルムと接触させ、導電性粒子の密集域を接着フィルムに転写する接続部材の製造法とそれに好適な製造装置であると、連続したテープ状巻重体のような長尺品が容易に得られる。すなわち導電性粒子の密集域形成をエンドレスな円筒状として走行する接着フィルムに転写し、順次円筒状回転体に導電性粒子密集域を形成供給できるので、高精度な長尺状の接続部材の工業的な大量生産が容易となる。
【００１５】
【実施例】
以下実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１６】
実施例１
図２に示したような正三角形の配列で、隙間無く並べその各頂点に中心を持つような円形の貫通孔を有するステンレス製メタルマスク（厚み１０μｍ、孔の直径３０μｍ、ピッチ８０μｍ、ｄ＝１０μｍ）を直径１００ｍｍの円筒状とし、側面の中心に回転軸とその上部に導電性粒子の供給口とを形成した。円筒状の表面は、接着フィルムと不必要な接触を避けるためテフロン（商標）系の剥離処理がされている。また円筒状の内部には図４の配置に従いドクターナイフと直径１０ｍｍの加圧ロールを設けてある。導電性粒子は、架橋ポリスチレンからなる核材の表面にＮｉ／Ａｕの複合導電層を有する粒径５μｍのめっきプラスチック球を用いた。導電性粒子は、供給口より供給され円筒とのギャップを無くすようにコントロールしたドクターナイフを経て、供給口下部に形成された加圧手段である回転するゴムロールの自重により、導電性粒子を接着フィルムへ転写配置する。接着フィルムとしては、ポリエステルフィルムを剥離剤処理したセパレータよりなる基材上に、高分子量エポキシを主成分とする厚み２０μｍの室温で粘着性を有する接着剤を用い、１ｍ／分の速度で走行させ、周速度を同期した円筒状の表面と接触させ転写した。この後、前記セパレータをロールラミネータにより貼り合わせた。そのため導電性粒子は接着フィルム中に埋没した形で精度良く配置された。以上により連続したテープ状巻重体の製造が可能であった。
【００１７】
実施例２
実施例１と同様であるが、貫通孔を有するメタルマスクの代わりに密集域を同配置に凹状形成したグラビアロールを用い、導電性粒子は可溶性ナイロンの５％メタノール液に分散し液状物とした。導電性粒子はナイロンの２０体積％とした。接着フィルムはメタノールに不溶なため転写配置が可能であり、巻重前に５０℃で送風乾燥しメタノールを除去した。また導電性粒子の表面が融点１３０℃のナイロン絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子であることから、密集域の配置形成が容易であった。本例によれば、グラビアロール法でも連続したテープ状巻重体の製造が可能であった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の接続部材は、高精度な長尺状の接続部材の工業的な大量生産が可能となり、接続信頼性が向上し、導電性粒子の密集域が、隙間なく並べた正三角形の頂部に形成されると、電子部品と微細電極の接続の位置合わせが不要になり、導電性粒子が絶縁被覆粒子であると密集域の配置形成が容易であり、隣接電極間の絶縁性に優れ、接続信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接続部材の製造法の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の接続部材の導電性粒子の密集配置を示す平面模式図である。
【図３】本発明の接続部材の実施に好適な製造装置を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１  円筒状回転体          ２  表面要部
３  密集域                ４  ドクターナイフ
５  接着フィルム          ６  基材
７  導電性粒子            ８  貫通孔
９  供給制御装置        １０  加圧手段
１１  走行手段            １２  巻重体
【図１】
0003582654.tif 000002
【図２】
0003582654.tif 000003
【図３】
0003582654.tif 000004