(57)【要約】本発明は、所定の構成、形状、大きさの非ランダムアレイのマイクロキャビティを用いて、電気接続の分解能及び信頼性が改善された、ＡＣＦの構造及び製造工程について開示する。製造工程は、（i）所定のマイクロキャビティアレイを有する基板又はキャリアウェブ上への、導電性粒子の、流体自己実装ステップ、又は、（ii）充填剤によるアレイの充填及び充填済マイクロキャビティへの第２の選択的金属化が後続する、アレイの選択的金属化ステップを含む。このようにして製造された充填済導電性マイクロキャビティアレイは、次いで、接着性膜でオーバーコート又ラミネーションされる。
2009535843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電性粒子を１つのマイクロキャビティアレイに配置し、次いで、前記導電性粒子を前記マイクロキャビティから接着層に転写して、前記導電性粒子を接着層内の所定の位置に配置することを含む、電子デバイスを製造する方法。
【請求項２】
前記導電性粒子が、実質的に同じ大きさ及び形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の導電性粒子を１つのマイクロキャビティアレイに配置する前記ステップは、前記それぞれの導電性粒子を単独のマイクロキャビティにトラップさせるために前記導電性粒子を配分する工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数の導電性粒子を１つのマイクロキャビティアレイに配置する前記ステップは、実質的にただ１つの前記導電性粒子が前記それぞれのマイクロキャビティにトラップされるように粒子配分するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記粒子配分工程は、コーティング、印刷又は流体充填工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ロール・ツー・ロールの連続的方法を用いて、複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイ内に配置し、次いで、前記導電性粒子を接着層に転写する前記ステップを更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ロール・ツー・ロールの連続的方法を用いて、前記複数の導電性粒子を前記マイクロキャビティアレイ内に配置する前記ステップに先立って、エンボシング、レーザアブレーション、又は、フォトリソグラフィ工程により前記マイクロキャビティアレイを形成する、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ロール・ツー・ロールの連続的方法を用いて、前記複数の導電性粒子を前記マイクロキャビティアレイ内に配置する前記ステップに先立って、マイクロキャビティを形成する層において、エンボシング、レーザアブレーション、又は、フォトリソグラフィ工程により前記マイクロキャビティアレイを形成する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
隣接する導電性粒子から少なくとも導電しない距離を隔てて前記導電性粒子を配置することで、前記電子デバイスを異方性導電性装置として製造する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
隣接する導電性粒子から少なくとも導電しない距離を隔てて前記導電性粒子を配置すると共に、第１の基板を前記接着層に配置することにより、前記電子デバイスを異方性導電性装置として製造する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の基板の反対側に第２の基板を配置する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記接着層に対する接着力が前記接着層の粘着力よりも弱い剥離膜を用いて、前記第１及び第２の基板を設置する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
他方の基板よりも前記接着層に対する接着力が特異的に高い前記基板のうちの１つを用いて、前記第１及び第２の基板を設置する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
接着層内又は接着層上の非ランダムアレイとして所定の位置に配置された複数の導電性粒子を有する、
請求項１の方法に従って作成された異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項１５】
前記導電性粒子を前記接着層に転写するためのマイクロキャビティアレイに従って、前記所定の位置が決定される、
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項１６】
異方性導電膜（ＡＣＦ）であって、
接着層内又は接着層上の非ランダムアレイとして、所定の非ランダム粒子配置に配置された複数の導電性粒子を含み、
前記非ランダム粒子配置が、前記導電性粒子を前記接着層へ運搬及び転写するためのマイクロキャビティアレイの、複数の所定のマイクロキャビティ位置に対応する、
異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項１７】
前記導電性粒子は、前記接着材層に部分的に埋めこまれている、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項１８】
前記導電性粒子は、前記接着材層に部分的に埋めこまれている、
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項１９】
前記接着層内又は接着層上の前記アレイが複数のマイクロキャビティを更に含み、前記キャビティのそれぞれは、前記導電性粒子のうちの実質的にただ１つを、前記マイクロキャビティのそれぞれの中の、前記所定の位置に有していることを特徴とする、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項２０】
前記接着層内又は接着層上の前記アレイは、複数のマイクロキャビティを更に含み、前記導電性粒子を、前記マイクロキャビティのそれぞれの中の、前記所定の位置に有していることを特徴とする、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項２１】
前記導電性粒子は、導電シェル及びポリマーコアを含む変形可能な粒子である、
請求項２０に記載のＡＣＦ。
【請求項２２】
前記ＡＣＦは、前記導電性粒子を前記マイクロキャビティへ流体充填することで形成される、
請求項２０に記載のＡＣＦ。
【請求項２３】
前記粘着性のアレイは、前記導電性粒子を、前記マイクロキャビティ内の前記所定の位置に配置するためのエンボシング、レーザアブレーション工程により形成された複数のマイクロキャビティを更に含み、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項２４】
前記導電性粒子は、隣接した導電性粒子からは少なくとも導電しない距離を隔てて配置されている、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項２５】
第１の基板が、前記接着層上に配置されている、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項２６】
第２の基板が、前記第１の基板の反対側の前記接着層上に配置されている、
請求項２５に記載のＡＣＦ。
【請求項２７】
前記第１及び第２の基板は、前記接着層の粘着力よりも弱い、前記接着層に対する接着力を有する、
請求項２６に記載のＡＣＦ。
【請求項２８】
前記基板は、前記接着材と前記基板の間に剥離層を更に備えている、
請求項２７に記載のＡＣＦ。
【請求項２９】
少なくとも１つの前記基板が前記接着層に対して剥離層を更に備えている、
請求項２７に記載のＡＣＦ。
【請求項３０】
前記基板の少なくとも１つと前記接着層との間に剥離層を有する、
請求項２７に記載のＡＣＦ。
【請求項３１】
前記第１及び第２の基板のうちの１つが、前記接着層に対する接着力が他方の基板よりも特異的に高い、
請求項２６に記載のＡＣＦ。
【請求項３２】
前記導電性粒子は、更に導電性シェル及びコア材料を含んでいる、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３３】
前記コア材料は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール類、ポリジエン、ポリオレフィン、ベンゾグアナミン、アミン-ホルムアルデヒド又はこれらの共重合体若しくは混合物からなる材料のリストから選択されるポリマーを含む。
【請求項３４】
前記導電性粒子は、充填剤を含んでいるポリマーコア材料をさらに含む、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３５】
前記充填剤は、カーボン、Ag、Au、Cu、Fe、Co、Sn、Cr、Zn、Al、Pb、Mg、Ni、シリカ、TiO2のナノ粒子又はナノチューブからなるリストから選択される材料を含む、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３６】
前記導電性粒子は、クレイ材料を含有するコア材料合成物を更に含む、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３７】
前記導電性粒子は、強磁性体を含有する充填剤を含むコア材料合成物を更に有する、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３８】
前記導電性粒子は、導電性材料を含有する充填剤を含むコア材料合成物を更に有する、
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項３９】
導電性シェルで囲まれており、変形可能なコア材料で充填されているマイクロキャビティアレイを有する、
異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項４０】
前記マイクロキャビティの周囲の前記導電性シェルが、隣接のマイクロキャビティを囲む隣接の導電性シェルから、少なくとも導電しない距離を隔てて配置されている、
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４１】
前記コア材料が、ポリマーを更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４２】
前記コア材料が、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール類、ベンゾグアナミン、アミン-ホルムアルデヒド、ポリジエン、ポリオレフィン又はこれらの共重合体若しくは混合物をからなる材料のリストから選択されるポリマーを更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４３】
前記コア材料が、ポリマー及び充填材を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４４】
前記コア材料が、カーボン、Ag、Au、Cu、Fe、Sn、Cr、Zn、Al、Pb、Mg、Ni、シリカ、TiO2のナノ粒子又はナノチューブからなる材料のリストから選択される材料を含有するポリマーコア材料及び充填剤を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４５】
前記コア材料が、導電性充填材を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４６】
前記コア材料が、強磁性充填材を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４７】
前記導電性シェルが、Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Ni、Co、Sn、Zn、Al、Cr、Pb、Mg及びこれらの合金からなるリストから選択される材料で構成される
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４８】
前記導電性シェルが、相互貫入の金属シェルを更に備える
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項４９】
前記導電性シェルが、相互貫入のNi/Au又はNi/Ag/Au金属シェルを更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５０】
前記導電性シェルが、硬い導電性スパイクを更に備える
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５１】
前記導電シェルが、Ni又はカーボンナノチューブからなる、硬い導電性スパイクを更に備える
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５２】
前記導電性シェルが、最大０.１〜１０μｍ、好ましくは、０.２〜３μｍの寸法を有する、硬い導電性スパイクを更に備える
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５３】
前記導電性粒子が、１〜１００マイクロメートルの範囲の直径を有する
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項５４】
前記導電性粒子が、１〜１００マイクロメートルの範囲の直径を有する
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項５５】
前記マイクロキャビティが、１〜１００マイクロメートルの範囲の深さを有する
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５６】
前記導電性粒子が、２〜１０マイクロメートルの範囲の直径を有する
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項５７】
前記導電性粒子が、２〜１０マイクロメートルの範囲の直径を有する
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項５８】
前記、マイクロキャビティが２〜１０マイクロメートルの範囲の深さを有する
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項５９】
前記導電性粒子が、１０%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項６０】
前記導電性粒子が、１０%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項６１】
前記マイクロキャビティが、１０%未満の標準偏差を有する
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項６２】
前記導電性粒子が、５%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項６３】
前記導電性粒子が、５%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項６４】
前記マイクロキャビティが、５%未満の標準偏差の深さを有する
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項６５】
前記導電性粒子が、３%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項６６】
前記導電性粒子が、３%未満の標準偏差の直径を有する
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項６７】
前記マイクロキャビティが、３%未満の標準偏差の深さを有する
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項６８】
前記接着材層が、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はそれらの前駆体を含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項６９】
前記接着材層が、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はそれらの前駆体を含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項７０】
前記マイクロキャビティアレイが、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はそれらの前駆体を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項７１】
前記接着材層が、感圧性接着材、熱溶融性接着材、熱又は放射線硬化性接着材を含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項７２】
前記接着材層が、感圧性接着材、熱溶融性接着材、熱又は放射線硬化性接着材を含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項７３】
前記マイクロキャビティアレイが、感圧性接着材、熱溶融性接着材、熱又は放射線硬化性接着材を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項７４】
前記接着材層が、エポキシド、ポリウレタン、シアン酸エステル、アクリル、アクリレート、メタアクリレート、ビニル重合体、ポリ（スチレン−ブタジエン共重合体）及びそれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル類、ポリカプロラクトン、ポリエーテル、又は、ポリアミドを含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項７５】
前記接着材層が、エポキシド、ポリウレタン、シアン酸エステル、アクリル、アクリレート、メタアクリレート、ビニル重合体、ポリ（スチレン−ブタジエン共重合体）及びそれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル類、ポリカプロラクトン、ポリエーテル、又は、ポリアミドを含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項７６】
前記マイクロキャビティアレイが、エポキシド、ポリウレタン、シアン酸エステル、アクリル、アクリレート、メタアクリレート、ビニル重合体、ポリ（スチレン−ブタジエン共重合体）及びそれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル類、ポリカプロラクトン、ポリエーテル、又は、ポリアミドを含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項７７】
前記接着材層が、エポキシド、シアン酸エステル又は多官能アクリレートを含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項７８】
前記接着材層が、エポキシド、シアン酸エステル又は多官能アクリレートを含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項７９】
前記マイクロキャビティアレイが、エポキシド、シアン酸エステル又は多官能アクリレートを含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項８０】
前記接着材層が、触媒又は硬化剤を含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項８１】
前記接着材層が、触媒又は硬化剤を含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項８２】
マイクロキャビティの前記アレイが、触媒又は硬化剤を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項８３】
前記接着材層が、熱、放射線、圧力又はこれらの組合せによって硬化する潜在性硬化剤を含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項８４】
前記接着材層が、熱、放射線、圧力又はこれらの組合せによって硬化する潜在性硬化剤を含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項８５】
前記マイクロキャビティアレイが、熱、放射線、圧力又はこれらの組合せによって硬化する潜在性硬化剤を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項８６】
前記接着材層が、ジ・シアノ・ジアミド（DICY）、アジピン酸ジヒドラジド、旭化学工業社製の液状ビスフェノールを溶媒としたノバキュアＨＸ分散液のような２-メチル・イミダゾール及びそのカプセル化製品、エチレンジアミンのようなアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ＢＦ３−アミンアダクト、味の素社製のアミキュア、ジアミノジフェニルスルホンのようなスルホニウム塩類、ｐ−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩からなるリストから選択されるエポキシド及び硬化剤を含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項８７】
前記接着材層が、ジ・シアノ・ジアミド（DICY）、アジピン酸ジヒドラジド、旭化学工業社製の液状ビスフェノールを溶媒としたノバキュアＨＸ分散液のような２-メチル・イミダゾール及びそのカプセル化製品、エチレンジアミンのようなアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ＢＦ３アミンアダクト、味の素社製のアミキュア、ジアミノジフェニルスルホンのようなスルホニウム塩類、ｐ−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩からなるリストから選択されるエポキシド及び硬化剤を含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項８８】
前記マイクロキャビティアレイが、ジ・シアノ・ジアミド（DICY）、アジピン酸ジヒドラジド、旭化学工業社製の液状ビスフェノールを溶媒としたノバキュアＨＸ分散液のような２-メチル・イミダゾール及びそのカプセル化製品、エチレンジアミンのようなアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ＢＦ３アミンアダクト、味の素社製のアミキュア、ジアミノジフェニルスルホンのようなスルホニウム塩類、ｐ−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩からなるリストから選択されるエポキシド及び硬化剤を含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項８９】
前記接着層が、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート、多官能アリル、多官能ビニル又は多官能ビニルエステルと、光重合開始剤又は熱重合開始剤とを含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項９０】
前記接着層が、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート、多官能アリル、多官能ビニル又は多官能ビニルエステルと、光重合開始剤又は熱重合開始剤とを含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項９１】
前記マイクロキャビティアレイが、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート、多官能アリル、多官能ビニル又は多官能ビニルエステルと、光重合開始剤又は熱重合開始剤とを含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項９２】
前記接着材層が、結合剤を更に含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項９３】
前記接着材層が、結合剤を更に含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項９４】
前記マイクロキャビティアレイが、結合剤を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項９５】
前記接着材層が、シラン結合剤を更に含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項９６】
前記接着材層が、シラン結合剤を更に含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項９７】
前記マイクロキャビティアレイが、シラン結合剤を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項９８】
前記接着材層が、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３-アミノプロピルトリメトキシシランを含むシラン結合剤を更に含む
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項９９】
前記接着材層が、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３-アミノプロピルトリメトキシシランを含むシラン結合剤を更に含む
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項１００】
前記接着材層が、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３-アミノプロピルトリメトキシシランを含むシラン結合剤を更に含む
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項１０１】
導電性粒子のアレイが、２枚の基板膜間の接着材内の所定の位置に配置されている
異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項１０２】
前記導電性粒子が、実質的に同一サイズ及び形状である
請求項１０１に記載のＡＣＦ。
【請求項１０３】
前記導電性粒子が、実質的に同一サイズ及び形状である
請求項１４に記載のＡＣＦ。
【請求項１０４】
前記導電性粒子が、実質的に同一サイズ及び形状である
請求項１６に記載のＡＣＦ。
【請求項１０５】
前記マイクロキャビティが、実質的に同一サイズ及び形状である
請求項３９に記載のＡＣＦ。
【請求項１０６】
マイクロキャビティアレイが、２枚の基板膜間の接着材内の所定の位置に配置されている
異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項１０７】
前記マイクロキャビティが、実質的に同一サイズ及び形状である
請求項１０６に記載のＡＣＦ。
【請求項１０８】
変形可能な材料で充填されているマイクロキャビティアレイのそれぞれが、上下の基板膜間に配置されている導電性セルによって囲まれている、
異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【請求項１０９】
前記変形可能な材料が、導電性である
請求項１０８に記載のＡＣＦ。
【請求項１１０】
導電性シェル及びコア材料を含有する複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイ内に配置し、次いで、充填済みのマイクロキャビティ上に、接着層をオーバーコート又はラミネートすることを含む
電子デバイスを製造するための方法。
【請求項１１１】
複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイに配置する前記ステップは、流体中での粒子配分工程を用いて、前記導電性粒子を１つずつ各マイクロキャビティにトラップするステップを含む
請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
マイクロキャビティアレイの選択領域上に、導電層を蒸着又はコーティングし、次いで、コーティング済みのマイクロキャビティを変形可能な合成物で充填し、導電性シェルを前記マイクロキャビティの周囲に形成することを含む
電子デバイスを製造するための方法。
【請求項１１３】
前記導電層が、前記マイクロキャビティ上の前記導電層に、電気的に接続している
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１４】
前記選択領域が、前記マイクロキャビティの表層を含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１５】
前記選択領域が、前記マイクロキャビティのスカート領域を更に含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１６】
前記スカート領域が、前記マイクロキャビティアレイの前記上表面上の領域であって、前記マイクロキャビティの前記エッジから延びている
請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
前記スカート領域が、前記マイクロキャビティの前記エッジから０.０５μｍ〜２０μｍ延びている
請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１８】
前記スカート領域が、マイクロキャビティの端から０.１〜５μｍ延びている
請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１９】
前記導電層が、蒸着、スパッタリング、電気めっき、無電解めっき、電着又はウェットコーティングによって、蒸着又はコーティングされる
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２０】
前記導電層が、金属、合金、金属酸化物、カーボン又はグラファイトによって形成されている、
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２１】
前記金属が、Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Ni、Co、Sn、Cr、Al、Pb、Mg、Znである
請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
前記金属酸化物が、インジウム酸化スズ又はインジウム酸化亜鉛である
請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２３】
前記導電層が、カーボンナノチューブにより形成される
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２４】
前記導電層が、多重層又は異なる金属の相互貫入層を備えている
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２５】
前記変形可能合成物は、ポリマー材料を含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２６】
前記ポリマー材料が、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール類、ポリジエン、ポリオレフィン、ベンゾグアナミン、アミン-ホルムアルデヒド又はこれらの共重合体若しくは混合物からなるリストから選択される
請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
前記コア及び前記導電性層が、ポリマー及び充填材を含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１２８】
前記充填材が、カーボン、シリカ、Ag、Cu、Ni、TiO2及びクレイからなるナノ粒子又はナノチューブからなるリストから選択される
請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
前記充填材が、導電性充填材である
請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３０】
前記変形可能材料でコーティング済マイクロキャビティを充填する前記ステップが、前記マイクロキャビティをポリマー合成物で充填し、次いで、導電性層を充填済マイクロキャビティ上に蒸着又はコーティングして、導電性シェルを形成するステップを含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３１】
導電性層をマイクロキャビティの選択領域に蒸着又はコーティングし、次いで、変形可能合成物によってマイクロキャビティを充填して、前記マイクロキャビティの周囲に導電性シェルを形成する、前記ステップを実行するために、ロール・ツー・ロールの連続的方法を用いることを含む、
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３２】
導電性層を選択領域上に蒸着又はコーティングする前記ステップが、
シャドーマスクによる金属化、
めっきレジストのコーティング、フォトリソグラフィ露光、レジストの展開、そして、レジストのない領域への特異的な無電解めっき、
めっきレジスト、剥離剤、マスクキング、又は、めっき阻害剤層を像様印刷し、全表面を非像様にめっきして、次いで、めっきの不必要な領域の金属を剥離又は剥落させる方法、
を含むリストから選択される方法により達成される
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３３】
前記像様印刷工程が、インクジェット、グラビア、活版印刷、オフセット、水なしオフセット若しくはリソグラフィ、熱転写、レーザアブレーション転写印刷工程からなるリストから選択される工程である
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３４】
前記選択領域上に導電層を蒸着又はコーティングさせる前記ステップに先立って、エンボシング、レーザアブレーション又はフォトリソグラフィ工程によってマイクロキャビティアレイを形成するために、ロール・ツー・ロールの連続的方法を更に含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３５】
前記エンボシング、レーザアブレーション又はフォトリソグラフィ工程が、マイクロキャビティを形成する層上で行われることを更に含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３６】
前記マイクロキャビティが、更に前記マイクロキャビティ内に下部構造を備える
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３７】
前記下部構造が、スパイク、切欠き、溝、こぶの形状である
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３８】
導電層をマイクロキャビティアレイの選択領域上に蒸着又はコーティングさせるステップに先立って、前記下部構造が剛性の、導電性合成物により充填される
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１３９】
前記剛性の導電性合成物が、金属又はカーボン若しくはグラファイトの粒子又はチューブを含む
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１４０】
前記金属粒子が、金属ナノ粒子である
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１４１】
前記金属粒子が、ニッケルナノ粒子である
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１４２】
前記導電性粒子が、カーボンナノ粒子又はカーボンナノチューブを更に含んでいる
請求項１１２に記載の方法。
【請求項１４３】
前記流体充填が、コーティング又は印刷を更に含んでいる
請求項２２に記載のＡＣＦ。
【請求項１４４】
前記流体充填が、スロットコーティング、スリットコーティング、グラビアコーティング、ドクターブレード、バーコーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティング、トランスファーコーティング、ディップコーティング、インプレグネーションコーティング、及びローラーコーティングからなる群から選択されるコーティング工程を更に含む
請求項２２に記載のＡＣＦ。
【請求項１４５】
前記流体充填が、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、レター印刷、フレキソ印刷、及び、トランスファー印刷を更に含む
請求項２２に記載のＡＣＦ。
【請求項１４６】
複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイに配置する前記ステップが、コーティング、印刷、噴霧及びオフセット転写からなるリストから選択されるステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１４７】
複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイに配置する前記ステップが、前記マイクロキャビティアレイが配置されたキャリアウェブにコーティング及び印刷するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１４８】
前記コーティングが、スロットコーティング、スリットコーティング、グラビアコーティング、ドクターブレード、バーコーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティング、ローラーコーティング、及び、トランスファーコーティングを含む
請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
前記印刷が、インクジェット、グラビア、活版印刷、オフセット、水なしオフセット若しくはリソグラフィ、熱転写、レーザアブレーション転写印刷工程を含む
請求項１４７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、異方性導電膜（ＡＣＦ）の構造及び、製造工程に関する。具体的には、非常に低い製造コストにおいて、電気接続の分解能及び信頼性が改善された、ＡＣＦの新しい構造及び製造工程に関連する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイの配線、チップオングラス、チップオンフィルム、フリップチップボンディング、及び、フレキシブル回路用途のような電極アレイのための、異方性導電膜（ＡＣＦ）又は垂直導電接着膜（ＺＡＦ）の現在の製造技術には、未だ、幾つかの大きな技術的困難や限界がある。当業者には、これらの困難及び限界を克服するための技術的解決手段は未だ皆無である。接着膜に散在した導電性粒子を有するＡＣＦ又はＺＡＦは、ＡＣＦ層の膜厚を通じて、垂直方向の電気的相互接続を可能にする。しかし、これらの導電性粒子は、水平方向には十分な間隔を隔てているので、膜はＸＹ方向には電気的に絶縁されている。ＡＣＦは、緊密に分布したAu/Ni-プレート 架橋ポリマービーズのような、金属被覆プラスチック粒子からなる導電性粒子を備え、それは、米国特許第４，７４０，６５７号，第６，０４２，８９４号，第６，３５２，７７５号，第６，６３２，５３２号及びJ. Applied Polymer Science, 56, 769 (1995)に教示されている。図１Ａは、２つの剥離膜と、そこに分散する接着性及び導電性粒子を備える、典型的なＡＣＦを示す。図１Ｂは、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）又はチップオンフィルムパッケージの上下間の垂直電気接続を提供するために実施した、ＡＣＦの例示的応用を示す。図１Ｃ及び１Ｄは、電極とＩＣチップを接続する、幾つかの典型的なＡＣＦの応用例を示す。ＡＣＦの上下に配置された電極間の良好な電気的接続を担保するために、導電性粒子は、粒子の表面から突き出した、硬い金属のスパイクを伴って形成され得る。これらの硬い金属のスパイクは、時間をかけて電極の表面に発達してきた、腐食性膜を貫通するので、腐食しやすい電極間の電気接続の信頼性を改善する。
【特許文献１】米国特許第４，７４０，６５７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０４２，８９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３５２，７７５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６３２，５３２号明細書
【非特許文献１】J. Applied Polymer Science, 56, 769 (1995)
【０００３】
従来技術が直面する第１の課題は、遅く費用のかさむ工程に関係するものであり、これらの工程は、異方性導電媒体として一般に実施されてきた、緊密に分散した導電性粒子の作成及び精製に、一般的に用いられてきた。第２の課題は、高分解能又はファインピッチ用途のＡＣＦの作成に関連する。電極間のピッチサイズの減少に従い、ＡＣＦによる垂直方向の導電性接続が可能な領域全体も減少する。ＡＣＦにおける導電性粒子の濃度を増加させることで、電極を垂直方向に接続するために利用可能な接続領域全体が増加する。しかし、粒子濃度が増加する結果、不必要な粒子間の相互作用又は凝集が増加する可能性があるため、平面方向の導電性が増加し得る。ドライコーティング膜における粒子の凝集の度合いは、概して、粒子濃度の増加に伴い劇的に増加し、特に、粒子の体積濃度が１５〜２０％超の場合に顕著である。改良されたＡＣＦは、米国特許第６，６７１，０２４号に開示されており、この中では、例えば、エアフロー、静電気、自由落下、噴射、又は、印刷などにより、所定数の導電性粒子が接着層に一様にちりばめられている。しかし、依然として、この工程で用いられ得る導電性粒子の濃度は、粒子間の接触又は凝集の統計的確率によって限定されていた。
【特許文献５】米国特許第６，６７１，０２４号明細書
【０００４】
ＸＹ平面の導電率を低減させる試みは、米国特許第５，０８７，４９４号（１９９２）のような従来技術で開示されており、そこには、低接着性表面のディンプルの所定のパターンを作成し、次いで、それぞれのディンブルを、複数の導電性粒子や、選択的には結合剤で充填して、導電性接着テープを製造する方法が記載されている。そして、接着層は、充填されたディンプル上へオーバーコートとして塗布された。
【特許文献５】米国特許第５，０８７，４９４号明細書
【０００５】
米国特許第５，２７５，８５６号（１９９４年）には、パーホレーションのアレイを有する、類似した固定アレイＡＣＦが、開示されている。各パーホレーションは、導電性材料は実質的に使用していない、接着材層と接触する複数の導電性粒子を含む。どちらの場合においても、ディンプル又はパーホレーションが、例えば、銀やニッケル粒子のような導電性粒子が散在する導電ペースト又はインクによって充填され、各ディンプル又はパーホレーションが、複数の導電性粒子を含んでいる。この結果形成された充填済みのディンプル又はパーホレーションは、比較的硬く、ボンディング中に容易には変形しない。さらに、ペースト又はインク中に溶媒又は希釈剤が存在するため、充填プロセスの結果、ディンプル又はパーホレーションの充填が不十分になる。往々にして、この種のＡＣＦでは、ボンディング領域における高い電気抵抗と、環境的安定性及び物理的機械的安定性に乏しい電気接続が課題となる。
【特許文献６】米国特許第５，２７５，８５６号明細書
【０００６】
米国特許第５，３６６，１４０号及び第５，４８６，４２７号には、他のタイプの固定アレイＡＣＦが開示されている。キャリア基板上の、薄く、低融点の金属フィルムは、金属層により所定の格子パターンに切断され、その金属層の融点より高い温度まで熱せられる。金属は、その高い表面張力のために、玉のようになり、基板上に金属粒子のアレイを形成する。この工程は、金属の表面張力と金属/基板接触面における接着力の絶妙なバランスに依存する。この金属ビーディング工程は、表層／接触面における不純物又は汚染に非常に影響されやすい。この工程により形成され得る金属ビードの大きさは、比較的限られている。また、金属ビードの形状は主に半球形である。ビード表面にスパイクを形成するのは、大変困難である。さらに、金属ビードは、ボンディング中に容易には変形せず、結果として、結合領域における高い電気抵抗や、より頻繁には、環境的安定性及び物理的機械的安定性に乏しい電気接続が形成される。
【特許文献７】米国特許第５，３６６，１４０号明細書
【特許文献８】米国特許第５，４８６，４２７号明細書
【０００７】
米国特許第４，６０６，９６２号には、導電性粒子の秩序アレイの形成方法が開示されている。前記方法は、実質的に不粘着の接着性コーティング領域を塗布するステップと、これに次ぐ、接着領域の粘着性領域にのみ導電性粒子を塗布するステップとを含む。第５，３００，３４０号(１９９４年)において、ＡＣＦは、例えばネガ版の東レ社の水なし平版によって、導電性粒子のアレイをキャリアウェブに印刷して作成されている。米国特許第５，１６３，８３７号において、コネクタの秩序アレイは、絶縁メッュシートに接着材を蒸着して、次いで、メッシュに適合し隙間のないサイズの離散型電気接触を適用して、作成されている。基板への導電性粒子の直接又は間接印刷において、印刷されたドットの大きさが比較的大きく不均一であり、また、粒子の欠落又は粒子の凝集が接続の信頼性において問題となる。結果として生じるＡＣＦは、ファインピッチ用途に不適である。
【特許文献９】米国特許第４，６０６，９６２号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，３００，３４０号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，１６３，８３７号明細書
【０００８】
米国特許第５，５２２，９６２号（１９９６年）は、（１）導電性強磁性粒子をキャリアウェブの溝のような凹部にコーティングし、（２）バインダ提供し、（３）強磁性粒子を、前記キャリアウェブの溝からつづいている連続的な磁性の列に整列させるために、十分な磁場を印加することによって、ＡＣＦを形成する方法を教示する。この方法は、良好に分離された列に粒子を整列させることによって、導電性材料をより良く分離できる。しかし、金属列の機械的一体性、導電性及び圧縮性は、依然として、接続信頼性のための潜在的課題である。
【特許文献１２】米国特許第５，５２２，９６２号明細書
【０００９】
固定アレイＡＣＦは、K. Ishibashi and J. Kimbura in AMP J. of Tech., Vol. 5, p.24, 1996に開示されている。ＡＣＦの製造は、金属基板上でのレジストのフォトリソグラフィ露光、フォトレジストの現像、電鋳、レジストの剥離、及び、最終的な接着材の上塗り、などのステップを含む高コストで単調な方法を伴う。このバッチ式の方法により１個ずつ製造されるＡＣＦは、ファインピッチであり得る。しかし、作成された高コストのＡＣＦは、１つには、圧縮性又は電極との立体接続を形成するための能力並びに電極化された金属（Ｎｉ）列の腐食耐性が、許容範囲外であるため、接続されるべき装置との電気接続が不十分であり、実際の用途には不適である。金属物質により充填された貫通孔の固定アレイを有する、同様の樹脂シート、例えば、表面が、Ｎｉ／Ａｕ表面めっきされている銅は、米国特許第５，１３６，３５９号及び第５，４３８，２２３号に教示されており、また、試験的ツールとして、Yamaguchi and Asai in Nitto Giho, Vol. 40, p.17 (2002)でも開示されている。電極との立体接続を形成できないことは、依然として課題として残っている。このことは、ボンディング領域における高い電気抵抗及び長期安定性に乏しい電気接続につながる。さらに、電鋳された金属列の上にスパイクを形成することは、非常に難しい。
【特許文献１３】米国特許第５，１３６，３５９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，４３８，２２３号明細書
【非特許文献２】K. Ishibashi and J. Kimbura in AMP J. of Tech., Vol. 5, p.24, 1996
【非特許文献３】Yamaguchi and Asai in Nitto Giho, Vol. 40, p.17 (2002)
【００１０】
米国特許第 ６，４２３，１７２号、第６，４０２，８７６号、第６，１８０，２２６号、第５，９１６，６４１号及び第５，７６９，９９６号では、非ランダムアレイは、導電性粒子と強磁性体粒子の混合物を含む、硬化可能なフェロ流体合成物を磁場においてコーティングすることによって作成された。強磁性粒子は、大きさは比較的小さく、また、後に洗い流され、互いに好適に分離している導電性粒子のアレイを露にする。強磁性粒子を使用する工程とその後の除去は、高コストであり、且つ結果として作成されるＡＣＦのピッチサイズもまた、強磁性粒子及び導電性粒子の負荷によって制限される。スパイクを有する導電性粒子が、この従来技術に用いられて、薄い腐食層又は酸化物層を有する電極への接続を改善し得るが、この工程によって形成される粒子上のスパイクの方向はランダムである。その結果、酸化した表面を貫通することにおけるスパイクの効果は非常に低い。
【特許文献１５】米国特許第６，４２３，１７２号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，４０２，８７６号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，１８０，２２６号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，９１６，６４１号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，７６９，９９６号明細書
【００１１】
図１Ｅは、米国特許第６，４２３，１７２号、第６，４０２，８７６号、第６，１８０，２２６号、第５，９１６，６４１号及び第５，７６９，９９６号の方法に従って形成される、スパイク方向が、程度の差こそ有るがランダムな分布を示す、導電性粒子における、非ランダムアレイの断面図の概略図（一定の比率でない）を示す。スパイクの存在は、特に腐食又は酸化に敏感である電極に対する接続の信頼性及び効率性を改善する。しかし、電極表面に向くスパイクのみが、電極の酸化物層の貫通に有効である。
【００１２】
従って、特に、酸化及び腐食に敏感な電極のための、改良されたピッチ分解能及び接続信頼性を有するＡＣＦの、改良された構成及び製造工程を提供する技術が必要とされている。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の詳細な説明を容易にするために、以下に、非ランダムアレイ又は導電性粒子のアレイを実装する、ＡＦＣを製造する本発明に係る製造技術の、数々の革新的な側面について開示する。
【００１４】
本発明の第１の態様は、緊密に分散した導電性粒子を、マイクロキャビティアレイに流体実装(fluidic assembling)ステップを含む、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する改良された方法であって、このときのマイクロキャビティアレイは、所定のパターンで、且つ、それぞれのキャビティにただ１つの粒子のみがトラップされるように厳密に規定された形状及び大きさのマイクロキャビティがアレイされている。
【００１５】
本発明の第２の態様は、低接着力又は低表面エネルギーの基板上に所定の大きさ及び形状のマイクロキャビティアレイを形成するステップと、ただ１つの粒子のみがそれぞれのマイクロキャビティに収容されるように、サイズ分布の狭い導電性粒子によって流体充填するステップと、充填されたマイクロキャビティを接着材で上塗りするステップと、粒子／接着材を第２の基板にラミネート又は転写するステップとを含む工程により非ランダムアレイのＡＣＦを作成する改良方法に関連する。
【００１６】
本発明の第３の態様は、低接着力又は低表面エネルギーの基板上に所定の大きさ及び形状のマイクロキャビティアレイを形成するステップと、ただ１つの粒子のみがそれぞれのマイクロキャビティに収容されるように、サイズ分布の狭い導電性粒子によって流体充填するステップと、それに次いで、導電性粒子を接着層に転写するステップとを含む工程により非ランダムアレイのＡＣＦを作成する改良方法に関連する
【００１７】
本発明の第４の態様は、ポリマーコア及び金属シェルからなる導電性粒子の使用に関連する。
【００１８】
本発明の第５の態様は、ポリマーコア、金属シェル及び金属スパイクを備える、導電性粒子の使用に関連する。
【００１９】
本発明の第６の態様は、ポリマーコア及び２つの金属シェル、好適には、２つの相互浸透する金属シェルを備える導電性粒子の使用に関連する。
【００２０】
本発明の第７の態様は、磁界又は電界のような界の存在下で、導電性粒子をマイクロキャビティアレイに流体充填する方法に関する。
【００２１】
本発明の第８の態様は、所定の大きさ及び形状のマイクロキャビティアレイを、基板上に準備するステップと、好適にはマイクロキャビティのスカートの周囲の隔壁の上表面領域を含む、マイクロキャビティの表面を選択的に金属化するステップと、ポリマー材料でマイクロキャビティを充填し、余剰ポリマー材料を除去又は削り取るステップと、充填済みのマイクロキャビティの表面を、好ましくはマイクロキャビティのスカート部の周囲の隔壁の上表面領域を含んで、選択的に金属化するステップと、結果として作成された、充填済みの導電性マイクロキャビティアレイを、接着材により、任意に第２の基板により、オーバーコート又はラミネートするステップとを含むプロセスによって、非ランダムアレイＡＣＦを作成する改良された方法に関する。
【００２２】
本発明の第９の態様は、めっきレジスト、マスキング層、剥離又はめっき阻害（poison）層を、マイクロキャビティの隔壁上表面の予め選択した領域に、プリント又はコーティングし、マイクロキャビティアレイを金属化し、そして、めっきレジスト、マスキング層、剥離又はめっき阻害（poison）層上の金属層を除去又は剥離させるプロセスによって、マイクロキャビティアレイを選択的に金属化することに関する。
【００２３】
本発明の第１０の態様は、マイクロキャビティの隔壁上表面の予め選択された領域を、めっきレジスト、マスキング層、剥離剤又は阻害（poison）層でプリント又はコーティングするステップを含むプロセスによって、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する、改良方法に関する。その阻害（poison）層は、溶剤／水溶性のポリマー又はオリゴマー、ワックス、シリコン、シラン、フッ素化合物を含むリストから選択される材料を含有する。
【００２４】
本発明の第１１の態様は、マイクロキャビティの隔壁上表面の予め選択された領域を、めっきレジスト、マスキング層、剥離又は隔壁上表面への接着性が低いpoison層でプリント又はコーティングするステップを含むプロセスによって、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する、改良方法に関する。
【００２５】
本発明の第１２の態様は、マイクロキャビティの隔壁上表面の予め選択された領域を、高濃度の粒子状物質を有するマスキング層又は剥離層でプリント又はコーティングするステップを含むプロセスによって、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する、改良方法に関する。
【００２６】
本発明の第１３の態様は、マイクロキャビティの隔壁上表面の予め選択された領域を、スパッタリング、蒸着、又は、電気めっきによって導電性コーティングを蒸着するステップを含むプロセスにより、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する、改良方法に関する。好ましくは、電気めっきにおいては、めっきレジスト、マスキング層、剥離剤、又は、毒コーティングが隔壁上表面の選択領域になされ、次いで、めっきレジスト、マスキング層、剥離剤又は阻害（poison）層の表面の導電層が剥離又は除去される。
【００２７】
本発明の第１４の態様は、マイクロキャビティの隔壁上表面の所定の選択領域にマスキング又は剥離剤コーティングに次いでマスキング又は剥離剤層表面の導電性層が剥離又は除去されているマイクロキャビティアレイ上に、ナノ導電性粒子、好ましくは、ナノ金属粒子を蒸着するステップを含むプロセスによって、非ランダムアレイのＡＣＦを作成する、改良方法に関する。
【００２８】
本発明の第１５の態様は、明確な形状、大きさ及び縦横比のマイクロキャビティの作成に関する。
【００２９】
本発明の第１６の態様は、マイクロキャビティ内に下部構造を備える、マイクロキャビティアレイを利用した、非ランダムアレイＡＣＦを作成する改良方法に関する。前記下部構造は、スパイク、切り欠き（notch）、溝（groove）、及び、こぶ（nodule）の形状であり、特に、腐食や酸化の影響を受けやすい電極について、電極への接続を改善する。
【００３０】
本発明の第１７の態様は、第１基板、第１の非ランダムアレイの導電性粒子又は充填済マイクロキャビティ、接着材、そして、選択的に第２の非ランダムアレイの導電性粒子又は充填済マイクロキャビティ、及び、第２基板を備える、本発明に係る非ランダムアレイＡＣＦに関する。
【００３１】
本発明の第１８の態様は、本発明に係る非ランダムアレイＡＣＦの、液晶デバイス、プリント回路基板、チップオングラス（COG）、チップオンフィルム（COF）、TAB(tape automatic bonding)、BGA（ball grid array）、フリップチップ又はそれらの接続試験ツール等を含む用途への利用に関する。
【００３２】
端的には、好ましい実施態様では、本発明は、隔壁領域によって、各粒子又はマイクロキャビティの十分な分離が保持される、所定の大きさ、形状の、導電性粒子又は充填済マイクロキャビティの、非ランダムアレイを有するファインピッチＡＣＦを提供する。本発明に従って作成されるＡＣＦは、低製造コストにおける、より良好な分解能、電気接続の信頼性を提供する。
【００３３】
要約すると、本発明は、所定の構成、形状及び寸法の、非ランダムアレイマイクロキャビティを用いて、解像度及び電気接続の信頼性が改善されたＡＣＦの、新規な構造及び製造プロセスを開示する。製造工程は、（i）所定のマイクロキャビティアレイを有する基板又はキャリアウェブ上への、導電性粒子の、流体自己実装（fluidic self-assembly）のステップ、又は、（ii）充填剤によるアレイの充填及び充填済マイクロキャビティへの第２の選択的金属化が後続する、アレイの選択的金属化ステップを含む。このようにして作成された充填済導電性マイクロキャビティアレイは、次いで、接着層によってオーバーコート又はラミネーションされる。
【００３４】
これら及び他の、本発明の目的及び利点が、以下に記載した、図面に示された好ましい実施形態についての詳細な説明を参照すれば、当業者に明らかになることは明白である。
【００３５】
図２Ａ〜２Ｆは、第１の実施形態のＡＣＦ（１００）の、上面図及び、側面の断面図である。図２Ａは、ＡＣＦの上から見た概略図であり、図２Ｂは、上面図における横線ａ−ａ’に従う、概略側面図を示す。ＡＣＦ（１００）は、下基板（１３０）及び上基板（１４０）の間の、接着層（１２０）の所定の位置に配置される複数の導電性粒子（１１０）を含む。図２Ｃ及び２Ｄは、本発明の第２の実施態様として図２Ａに示した、水平線ａ−ａ’に沿う、ＡＣＦ（１００’）の概略的な側面の断面図を示す。ＡＣＦ（１００及び１００）は、接着材（１２０）で満たされた上下基板の間のスペースで、それぞれ、下基板（１３０）及び上基板（１４０）の間に形成された、複数のマイクロキャビティ（１２５）に配置される、複数の導電性粒子（１１０）を含む。マイクロキャビティ（１２５）は、直接、基板（１３０）に又は基板（１３０）より上の別々の層（１３５）に形成されることができる。マイクロキャビティ（１２５）の深さは、好ましくは、導電性粒子（１１０）の半径より大きく、より好ましくは、導電性粒子の直径より大きい。マイクロキャビティの開口は、ただ１つの導電性粒子（１１０）がそれぞれのマイクロキャビティ（１２５）に収容される様に、選択される。導電性粒子間のピッチ「ｐ」は、マイクロキャビティ間のピッチとして明確に定められる。非ランダムアレイ又は非ランダムＡＣＦ（１００’）及び（１００）の製造工程は、図３及び図４にそれぞれ示す。導電性粒子間のピッチ「ｐ」は、後述する製造工程に従って予め定められ、且つ、明確であり得る。
【００３６】
図３に示すように、本発明の工程は、複数のマイクロキャビティ（１２５）を、例えば、レーザアブレーション、エンボシング、スタンピング、又は、リソグラフィ工程（図示せず）などにより、ロール・ツー・ロールＡＣＦ製造ステーションの第１段階（１５０）にて、製造する工程から始まる。マイクロキャビティアレイは、ウェブ又はキャリアウェブにプレコートされた、キャビティ形ラミネーションに直接形成され得る。ウェブに適した材料は、ポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）及びポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリイミド及び液体結晶質ポリマー、及び、これらの混合、合成物質、積層体又はサンドイッチ膜を含むが、必ずしもこれらに限定されない。キャビティ形ラミネーションに適した材料は、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はその前駆体、ポジ又はネガフォトレジスト、及び、無機材料などを含むが、必ずしもこれら限定されない。
【００３７】
第２段階１６０において、複数の導電性粒子、例えば導電性粒子（１１０）は、流体中での粒子分布（fluidic particle distribution）、及び、それぞれの導電性粒子（１１０）が１つのマイクロキャビティ（１２５）にトラップされる、エントラッピング工程を適用して、マイクロキャビティ内に蒸着する。小さい粒子が用いられる場合、コーティング及び乾燥プロセスによって引き起こされる材料の流れ又は乱流は、導電性粒子の重力と比較して重大である。磁界又は電界又はこれら両方のような付加的な界は、流体実装（fluidic assembly）を促進するために適用できる。粒子は、スロットコーティング、グラビアコーティング、ドクターブレード、バーコーティング及びカーテンコーティング、インクジェット印刷のような印刷、ノズルスプレーのような噴霧などを含む方法により、マイクとキャビティウェブ上に塗布される。
【００３８】
余剰の導電性粒子(１１０)は、例えば、ワイパー、ドクターブレード、エアナイフ又は溶解噴霧によって、第２段階（１６０）の最後に除去される。粒子堆積ステップは、マイクロキャビティ内の粒子が欠落していないことが確認できるまで繰り返すことができる。第３段階（１７０）では、マイクロキャビティ内に配置された導電性粒子（１１０）は、図４に示すように、ラミネーションステーション（１８０）の接着層（１２０）でプレコートされる第２の基板（１３０）に積層され、非ランダムアレイＡＣＦ（１００）を形成する。図２Ｃ及び２Ｄは、様々な粒子直径対マイクロキャビティの割合を有する、粒子（１１０）及びマイクロキャビティ（１２５）が用いられ得る、図３の工程に従い作成された、２つの概略的なＡＣＦを示す。あるいは、接着材が充填済みマイクロキャビティ上を直接コーティングしても良く、付加的には、第２基板（１３０）上へのラミネーションがこれに続く。
【００３９】
図４は、ＡＣＦの製造工程の概略的な流れを示し、それは、マイクロキャビティアレイを備える、一時的なキャリアウェブ（１９０）を用いている。マイクロキャビティアレイは、直接、一時的なキャリアウェブに又はキャリアウェブにプレコートされるキャビティ形ラミネーションに形成できる。キャリアウェブに適した材料は、ポリエチレンテレフタレート（PET）及びポリエチレンナフタレート（PEN）のようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、液晶性ポリマー、及び、これらの混合物、合成物、積層体、サンドイッチ又は金属化した膜を含むが、必ずしもこれらに限定されない。キャビティ形ラミネーションに適した材料は、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はその前駆体、ポジ型又はネガ型フォトレジスト、及び、無機材料などを含むリストから選択できる。
【００４０】
粒子転写を高確率で行うために、キャリアウェブは、剥離材料の薄層と共に処理して、マイクロキャビティキャリアウェブ（１９０）と接着層（１２０）との間の粘着力を低減することが好ましい。剥離層は、コーティング、印刷、噴霧、蒸着、熱転写、プラズマ重合／架橋によって、マイクロキャビティ形成ステップの前後の何れかに適用できる。剥離層に適した材料は、フッ素重合体又はオリゴマー、シリコーン油、フルオロシリコン類、ポリオレフィン、ワックス、ポリ（エチレン酸化物）、ポリ（プロピレン酸化物）、疎水性のブロック又は分岐の長鎖を含む界面活性剤、又は、これらの共重合体若しくは混合物などを含むが、必ずしもこれらに限定されない。
【００４１】
流体充填ステップ(１６０)の後、マイクロキャビティの導電性粒子は第２の基板（１３０）に転写でき、それは、好ましくは、図４に示すように接着材(１２０)でプレコートされる。一時的なマイクロキャビティウェブ（１９０）は、粒子充填及び転写のステップを反復することで、再利用できる。任意には、ウェブ（１９０）が、クリーニング装置（図示せず）によってクリーニングされて、ウェブ上に残ったあらゆる残留粒子又は接着材が除去されてもよく、また、剥離材塗布が、粒子を再充填する前に再度行われてもよい。更に任意には、一時的なマイクロキャビティウェブのクローズループ（close loop）が、連続的且つ反復的に、粒子充填、転写、クリーニング及び、剥離が行われるステップに用いられてもよい。
【００４２】
結果として作成された膜（１００”）は、図２Ｅ（上面図）及び図２Ｆ（断面図）に概略的に示すように、導電性粒子（１１０）が、接着膜（１２０）の上部にあり、接着材によって完全には覆われていないような、非ランダムアレイＡＣＦとして、そのまま利用できる。任意には、特に粒子濃度が高いときに、付加的な接着層の薄層は、転写された状態のままの粒子層にオーバーコートされて、非ランダムアレイＡＣＦの粘着性を改善できる。接着膜（１２０）の接着材とは異なる接着材が、オーバーコートにのために用いられ得る。
【００４３】
膜（１００”）は、接着材で任意にプレコートされる第３の基板（１４０）を有するラミネーションステーション（１８０）で、更にラミネーションでき、結果として、図２Ｂに示すような、２枚の基板（１３０及び１４０）にはさまれた、非ランダムアレイＡＣＦ（１００）になる。接着材(１２０)と２枚の基板（１３０及び１４０）との間の、接着力の強さは、接着材の粘着力より低くなければならない。ボンディング中に、２枚の基板が接着材から逐次剥離することを容易にするために、何れか一方の接着力が、実質的に他方よりも大きい事が好ましい。
【００４４】
上述の工程で使用された接着材は、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はそれらの前駆体であり得る。有用な接着材には、感圧性接着材、熱溶融性接着材、熱又は放射線硬化性接着材などが限定列挙される。接着材には、例えば、エポキシド、フェノール樹脂、アミン-ホルムアルデヒド樹脂、ポリベンゾオキサジン、ポリウレタン、シアン酸エステル類、アクリル、アクリレート、メタクリル酸、ビニル重合体、スチレン−ブタジエン共重合体及びこれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリカプロラクトン、ポリエーテル及びポリアミドなどが含まれる。エポキシド、シアン酸エステル及び多官能アクリレートは、特に有用である。潜在性硬化剤を含む触媒又は硬化剤は、接着材の硬化反応速度を制御するために用いることができる。エポキシ樹脂に有用な硬化剤は、ジシアンジアミド（DICY）、アジピン酸ジヒドラジド、２-メチル・イミダゾール及びそのカプセル化製品（例えば、旭化学工業社製の液状ビスフェノールを溶媒としたノバキュアＨＸ分散液）、エチレンジアミンのようなアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ＢＦ３−アミンアダクト（BF3 amine adduct）、味の素社製のアミキュア、ジアミノジフェニルスルホンのようなスルホニウム塩類、ｐ−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩を含むが、必ずしもこれらに限定されない。結合材は、チタン酸塩、ジルコン酸塩、及び、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び３-アミノプロピルトリエトキシ−シランのようなシラン結合材を含むが、必ずしもこれらに限定されず、また、結合材は、ＡＣＦの耐久性を高めるために用いることもできる。硬化剤及び結合材の、エポキシベースのＡＣＦにおける硬化は、S. Asai，他，J. Appl. Polym. Sci., 56, 769 (1995)に記載されている。論文全文が、この特許出願の参照により、本明細書に組み込まれる。
【００４５】
本発明に好適な導電性粒子は、大きさのばらつきの標準偏差が１０％より狭く、好ましくは、５％よりも小さく、更に好ましくは、３％よりも小さい。粒子の大きさは、１〜２５０μｍの範囲内であり、より好ましくは、３〜１０μｍ、さらに好ましくは、３〜１０μｍの範囲内である。マイクロキャビティ及び導電性粒子の大きさは、慎重に選択され、各マイクロキャビティが導電性粒子１つだけを収容する、限られたスペースを有するようにする。粒子の充填及び転写を容易にするために、マイクロキャビティは開口が下部よりも上部でより広くなるようにしている、傾斜した壁を有している。
【００４６】
特に、ポリマーコア及び金属シェルを備えている導電性粒子が好ましい。有用なポリマーコアは、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール類、ポリジエン、ポリオレフィン、メラミンホルムアルデヒドのようなアミノプラスチック、尿素ホルムアルデヒド、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド、及び、それらのオリゴマー、共重合体、混合物又は合成物を含むが、必ずしもこれらに限定されない。合成材料がコアとして用いられる場合、カーボン、シリカ、アルミナ、ＢＮ、ＴｉＯ２、及び、クレイのナノ粒子又はナノチューブが、コアの充填材として好適である。金属シェルに適した材料は、Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Ni、Sn、Al、マグネシウム及びそれらの合金を含むが、これらに限定されない。Ni/Au，Ag/Au，Ni/Ag/Auのような、相互貫入の金属シェルは、最適な硬度、導電度、及び、腐食耐性に有益である。Ni、カーボン、グラファイトのような、堅いスパイクを有する粒子は、腐食膜が存在する場合にはそれを貫通することによって、腐食しやすい電極の接続における信頼性を改善するのに有益である。
【００４７】
本発明に有益である、密に分布するポリマー粒子は、例えば、米国特許第４，２４７，２３４号、第４，８７７，７６１号、第５，２１６，０６５号、及び、Ugelstad swollen particle process in Adv., Colloid Interface Sci., 13, 101 (1980)、J. Polym. Sci., 72, 225 (1985) and "Future Directions in Polymer Colloids", ed. El-Aasser and Fitch, p. 355 (1987), Martinus Nijhoff Publisherに教示されている、シードエマルジョン重合により作成され得る。本発明の１つの好適な実施例において、５μｍ直径の単分散のポリスチレンラテックス粒子が、変形可能な弾性コアとして用いられ得る。粒子は、まず、メタノール中で緩やかにかく拌され、余剰の界面活性剤が除去され、ポリスチレンラテックス粒子に微小多孔性表面が生成される。次いで、このように処理された粒子は、PdCl2, HCl 及びSnCl2を含む溶液中で活性化され、水によって洗浄及びろ過されて、 Sn4+が除去され、更に、Ｎｉ合成物とハイドロリン酸塩を含む、無電解のＮｉめっき溶液（例えば、ニュージャージー州トレントンのSurface Technology社製）に、９０度で３０〜５０分浸漬される。
【００４８】
Ｎｉめっきの厚さは、めっき液濃度及びめっき条件（温度及び時間）によって制御される。Ｎｉ被覆ラテックス粒子は、テトラクロロ金酸４水和物及びエタノールを含む、浸漬Ａｕめっき溶液（例えば、Enthone社製）中において９０度で１０〜３０分浸され、相互貫入の、総金属厚(Ni＋Au) が約１μｍの、Au/Niシェルを形成する。Au/Niめっきテックス粒子は、水で洗浄され、流体充填工程に備えられる。無電解及び／又は電気めっきによる、粒子に導電性シェルをコーティングする工程は、例えば、米国特許第６，９０６，４２７号（２００５年）、米国特許第６，７７０，３６９号（２００４年）、米国特許第５，８８２，８０２号（１９９９年）、米国特許第４，７４０，６５７号（１９８８年）、米国特許出願２００６００５４８６７、及び、Chem. Mater.,11, 2389-2399 (1999)に教示された。
【００４９】
ICチップ又ははんだボールを、ディスプレイ材料の基板又はウェブの、凹部又はホールに流体中で整合配置（fluidic assembly）することは、例えば、米国特許第６，２７４，５０８号、第６，２８１，０３８号、第６，５５５，４０８号、第６，５６６，７４４号及び第６，６８３，６６３号に開示されている。電気泳動又は液晶流体による、エンボス加工されたウェブのマイクロカップの充填又は上部密閉は、例えば、米国特許第６，６７２，９２１号、第６，７５１，００８号、第６，７８４，９５３号、第６，７８８，４５２号及び第６，８３３，９４３号に開示されている。エンボス処理したキャリアウェブの凹部を、硬化可能なバインダ前駆体中に分布した複数の研磨粒子を含有する研磨スラリーで充填して、正確な間隔の研磨品を作成することは、米国特許第５，４３７，７５４号、第５，８２０，４５０号及び第５，２１９，４６２号に開示されている。これらは全て、参照により本明細書に組み込まれる。上述の全ての従来技術において、凹部、ホール又はマイクロカップは、例えば、エンボス、スタンプ、又はリソグラフィ工程により基板上に形成される。そして、多様な材料が、アクティブマトリクス薄膜トランジスタ（AM TFT）、ボールグリッドアレイ（BGA）、電気泳動及び液晶ディスプレイなどを含む、多様な用途のための凹部又はホールに充填される。しかし、従来技術のいずれも、１つの導電性粒子を各マイクロキャビティ又は凹部に流体充填して、ＡＣＦを作成することについては開示していない。また、従来技術のいずれも、ポリマーコア及び金属シェルを備えている導電性粒子を流体自己実装することについては示唆していない。
【００５０】
図５Ａ〜５Ｄは、本発明の代替的な好ましい実施の態様である、幾つかのＡＣＦの構成を示す。従来のＡＣＦで一般的に実装されてきたような導電性粒子や、図２Ａ〜２Ｆに示されているような導電性粒子に代わって、本発明に係るＡＣＦ（２００）は、ポリマーコア（２２５）で充填され、金属シェル（２３０）で囲われる、複数のマイクロキャビティ（２２０）によって、垂直方向の導電性がもたらされている。図５Ａに示すように、マイクロキャビティは、上部（２４５）及び底部（２５０）基板の間で保持される接着層（２４０Ｕ及び２４０Ｌ）に配置されている。２枚の接着層（２４０Ｕ及び２４０Ｌ）は、同じ組成であり得る。マイクロキャビティは、レーザアブレーション、スタンピング、エンボシング、又は、リソグラフィなどにより形成され、そして、金属シェル（２３０）がその上に蒸着される。エンボシング工程が用いられる際には、離型が容易なため、垂直壁よりも傾斜した壁が好ましい。図５Ｂにおいて、金属シェル（２３０）は、上部を覆い、金属シェルの側壁上端部から延びるスカート状のエッジ（２３０−Ｓ）を備えている。図５Ｃ及び図５Ｄにおいて、マイクロキャビティは、金属シェルの底面から延びる下部スパイク２３５を更に含んでいる。図５Ｄにおいて、マイクロキャビティは、上面にスカート状エッジ延部を有し、且つ、底面から延びる金属スパイクを有する金属シェルにより覆われている。
【００５１】
図６Ａから６Ｄは、異なる形状及び大きさの型及びマイクロキャビティアレイであって、異なる種類の構成にアレンジしたものの、幾つかの実施例を示す。マイクロキャビティは、付加的なキャビティ形成層を有するか否かに関わらず、プラスチックウェブ基板に直接形成され得る。あるいは、マイクロキャビティは、エンボス型を用いることなく、例えば、レーザ切除又はフォトレジストを用いたリソグラフィイ工程と、それらに続く展開ステップ及び、任意のエッチング又は電鋳ステップにより形成し得る。キャビティ形成層に適した材料は、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はその前駆体、ポジ又はネガフォトレジスト、無機又は金属材料などを含むリストから選択し得る。
【００５２】
図６Ａ−１、６Ｂ−１及び６Ｃ−１は、３つの異なるエンボス型の三次元概略図であり、そして、図６Ａ−２、６Ｂ−２及び６Ｃ−２は、それらの型によって形成された、対応する３つのマイクロキャビティアレイである。
【００５３】
図６Ｄは、マイクロキャビティの底面から延びる、異なる構成及び異なるタイプの金属スパイクを有するマイクロキャビティの多様な例を示す。スカート状エッジ延部（２３０）は、上部の金属シェル（２２０Ｔ）と底部の金属シェル（２２０Ｂ）との間の電気的な接続を改善する。更に、電気的な接続を保証するために、マイクロキャビティは、また、湾曲端（２２０−Ｓ）が形成されていてもよい。
【００５４】
図７Ａ及び７Ｂは、上部（３１０）及び下部（３２０）フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）又はチップオンフィルム（ＣＯＦ）それぞれに取り付けられた、上部（３１５）電極と下部（３２５）電極との間の電気的な接続を提供している、ＡＣＦ１００及び２００それぞれの実際の応用を示す。図７Ａにおいて、変形可能な弾性コアを有する導電性粒子１１０が、電極３１５及び３２５によって楕円形状に圧潰されて、垂直方向の電気的な接続が成立する。図７Ｂで、マイクロキャビティ（２２０、参照番号は付さない）は、任意にスカート部（２３０−Ｓ）及び底部スパイク（２３５）を有する金属シェル（２３０）によって囲われた、変形可能なコア（２２５）は、上部（３１５）及び下部（３２５）電極により押圧される。スカート部を有する上表面シェル（２３０−Ｓ）は、より広い接続領域を提供し、また、スパイク(２３５)は、より良好な電気的接続を担保する、電極３２５の表面に形成し得る腐食性の絶縁層を貫通できる。
【００５５】
図８Ａ〜８Ｃは、マイクロキャビティ（２２０、参照番号は付さず）の金属シェル（２３０）の底面から延びる、スパイク（２３５）の異なる形状を示す。これらのスパイク(２３５)は、鋭いスパイク、節（nodular）、切り欠き（notch）、くさび（wedge）、溝（groove）などがある。各金属シェルが、電気的な接続を強化するためにより広い接触領域を提供するための、最適なスカート領域を持つ、スカート状の上部カバー（２３０−Ｓ）を有することは好ましい。過大なスカート領域は、導電性の充填済みマイクロキャビティ数の減少につながり、そして、接続ピッチサイズの増加につながり得る。
【００５６】
図９は、ＡＣＦ（３５０）がマイクロキャビティ（３６０、参照番号付さず）の２つの非ランダムアレイを含む、本発明の他の好適な実施態様の断面図を示す。各マイクロキャビティは、金属シェル（３７０）を有し、且つ、変形可能なポリマー材料で充填されている。金属シェル（３７０）は任意のスカート状のカバー（３７０−Ｓ）及び、金属シェル（３７０）底面から延びるスパイク（３７５）を備えている。マイクロキャビティは、それぞれ、上部（３８５）及び底部（３９０）基板にはさまれている、接着層（３８０）に配置されている。
【００５７】
上記の、図３及び４で形成されるようなマイクロキャビティは、下に列挙するものを含む方法によって、選択的に金属化されるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
(１) シャドーマスクによる金属化。
(２) めっきレジストのコーティング、フォトリソグラフィ露光、レジストの展開、そして、レジストのない領域への特異的な無電解めっき。
(３)めっきレジスト、剥離、マスクキング、又は、めっき阻害（poison）層を像様（image-wised）印刷し、全表面を非像様に（non-imagewise）めっきして、次いで、めっきの不必要な領域の金属を剥離又は剥落させる方法。
【００５８】
像様印刷の工程は、本発明に有益であり、これには、インクジェット印刷、グラビア印刷、レタープレス印刷、オフセット印刷、水なしオフセット又はリソグラフィック、熱転写、レーザアブレーション転写印刷工程などが含まれるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００５９】
本発明に役立つ金属化プロセスは、蒸着、スパッタリング、電着、電気めっき、無電解めっき及び置換又は浸漬めっきなどを含むが、これらに限定されるものではない。Ni/Auの蒸着は、最初にアレイ表面をパラジウムにより活性化させ、次いで、無電解Niめっき溶液（例えば、ニュージャージー州トレントンのSurface Technology 社製）及び浸漬Auめっき溶液（例えば、Enthone社製）を用いた無電解Niめっきを行って、相互貫入のAu/Ni層を形成することにより行われ得る。Ag層は、例えば、シアン化物を使わないAgめっき溶液（例えば、ウィスコンシン州ニューバーリンのエレクトロケミカルプロダクツ社製）を用いて、無電解めっきされて、相互貫入のNi, Ag及びAu層が形成される。
【００６０】
図１０Ａは、マイクロキャビティ（４２０）のアレイを示し、それぞれのマイクロキャビティは、マイクロキャビティ（２２０）の底面から延びるスパイクキャビティ（２３５）を有する。マイクロキャビティは、異なる方位を有する、複数のスパイクを備え得る。それぞれのマイクロキャビティにおける、スパイクの、数、大きさ、形状、及び、方向は、予め定められているが、キャビティ毎に異なり得る。スパイク下部構造を有するマイクロキャビティは、シム又は型を用いた、フォトリソグラフィ又はマイクロエンボシングにより製造され得るが、そのようなシム又は型は例えば、直接ダイヤモンド切削、レーザ彫刻、又はフォトリソグラフィ及び電気鋳造によって作成される。
【００６１】
図１０Ｂは、以下のステップを含む、本発明の好ましい実施態様のうちの１つのＡＣＦ（２００）の製造工程を示す。
(a) 図１０Ｂ−２に示すように、基板（２５０）、接着材（２４０Ｌ）、及び、任意にスパイクキャビティ（２３５−Ｃ）を有するマイクロキャビティを、前述した方法の１つにより、スパイクキャビティの表面（２３５−C）及びマイクロキャビティ（４２０）のスカート領域（２３０−Ｓ）を含む金属層で覆われている側壁表面（２３０）を、選択的に金属化するステップ。
(b) 図１０Ｂ−３に示すように、マイクロキャビティ（４２０）の外の余剰の充填材を除去して、弾性の変形可能コア材料（２２５）を金属化されたマイクロキャビティに充填するステップ。
(c) 図１０Ｂ−４に示すように、充填材（２２５）の上面（２２５−Ｂ）を、好ましくは、変形可能な充填剤（２２５）の上表面からマイクロキャビティ（２２０）周囲の上表面領域にも延在する、上表面を覆う導電性金属層のスカート状エッジと共に、選択的に金属化するステップ。
(d) 図１０Ｂ−５に示すように、そのようにして形成された構造を、基板（４４５）にプレコートされている接着層（２４０Ｕ）によってラミネートして、ＡＣＦ（２００）の組立を完成させるステップ。
【００６２】
接着材（２４０Ｕ）は、エポキシド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、フェノール類、セルロース・エステル又はエーテル、ゴム、ポリオレフィン、ポリジエン、シアン酸エステル、ポリラクトン、ポリスルホン、ポリビニル及びこれらのモノマー、オリゴマー、混合物又は合成物を含むが、必ずしもこれらに限定されるものではない。それらの中で、部分的に硬化されたシアン酸エステル又はエポキシ樹脂を含むＡ段階の熱硬化性合成物と、潜在性硬化剤は、それらの硬化反応速度及び接着力特性のために最も好まれる。
【００６３】
スパイク（２３５）の剛性を改善するために、金属化ステップ(a)の後に、剛性充填材をスパイクキャビティ（２３５−Ｃ）に充填できる。有用な剛性充填材は、シリカ、TiO２、酸化ジルコニウム、酸化鉄(III)、酸化アルミニウム、カーボン、グラファイト、Ni及びそれらの混合物、合成物、合金、ナノ粒子又はナノチューブなどを含むが、必ずしもこれらに限定されるものではない。金属化ステップ(a)が、電気めっき、無電解めっき、又は、電着によって行われる場合、金属化プロセス中に、剛性充填材を添加できる。
【００６４】
ステップ（b）に有用な変形可能なコア材料（２２５）は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリジエン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエステル、フェノール類、アミノプラスチック、ベンゾグアナミン、及びこれらのモノマー、オリゴマー、共重合体、混合物、又は合成物などを含むが、必ずしもこれらに限定されるものではない。これらは、溶液、分散液又はエマルジョンの形でマイクロキャビティに充填され得る。無機又は金属の充填材は、コアに添加され、最適な物理化学的、流動学的特性を得ることができる。マイクロキャビティ並びにスカート状エッジの、コア材料（２２５）及び導電性シェルは、充填と後続する乾燥工程の後に、コア材料がバンプ形状（２２５−Ｂ）を形成するように、調節され得る。膨張剤又は発泡剤は、バンプ形状コアの形成を容易にするために用いられ得る。あるいは、コア材料は、必要に応じて充填されても良く、例えば、インクジェット印刷プロセスで用いられる。
【００６５】
ステップ（d）において、接着材層（２４０Ｕ）は、代替的に、コーティング、噴霧又は印刷によってアレイに直接塗布され得る。コーティングされたアレイは、ＡＣＦとして用いられるか、又は、更に剥離基板によってラミネートされ、サンドイッチＡＣＦ（２００）を形成する。
【実施例】
【００６６】
当業者がより明確に本発明を理解し、実施することを可能にするために、以下の実施例を挙げる。それらは、本発明を制限するものとして構成されるべきではなく、例示的で代表的な実施例として解釈されるべきである。粒子の充填及び転写の実証実験のために、二種類の市販の導電性粒子（１１０）を使用した。日本化学社製（日本化学（White Plains, NY）の子会社であり、ディストリビュータである、JCI USA（NY）から購入）のNi/Au粒子と、インコＳＰ社（Inco Special Products, Wyckoff, NJ）のNi粒子を用いた。
【００６７】
［レーザアブレーションによる、ポリイミドフィルム上のマイクロキャビティアレイパターンの生成］
２種類のマイクロキャビティアレイが、レターサイズ（８.５×１１インチ）の、３ミルの熱安定ポリイミド膜（デュポン社製、PI, 300 VN）上に形成されている。目標とするマイクロキャビティの大きさは、６μｍ（直径）×２.０μｍ（partition）×４μｍ（深さ）、及び、６μｍ（直径）×２.７μｍ（partition）×４μｍ（深さ）である。
【００６８】
［接着層（１２０）の作成］
Min-U-Sil5シリカ（オハイオ州ストウのWestern Reserve Chemical社製シリカ製品）の３０%ストック分散液は、２８.４４％のMin-U-Sil5を、７０％のイソプロピル酢酸塩（i-PrOAc）を含む溶液に分散さて作成され、その溶液は、０.１４％のBYK322（コネチカット州ワリングフォードのBYK-Chemie USA社製）、0.71％のSilquest A186、及び、０.７１％のSilquest A189（これらは、ウェストバージニア州フレンドリーのGE Silicones社製）も含む。
【００６９】
Cab-O-Sil-M５（カボート社製）のストック分散液は、１０％のCab-O-Sil-M５を、８６.６％のi-PrOAc、３％のHyProx UA11（CVC Specialty Chemicals社製、epoxy Bis-A-modified polyurethane）、０.２％のSilquest A186、及び、０.２％のSilquest A189を含む溶液に分散させて用意される。
【００７０】
フェノキシバインダPKHH（サウスカリフォルニア州ロックヒルのPhenoxy Specialties社製）の６０%ストック溶液は、６０％のＰＫＨＨを、２５％のアセトン、１１.２５％のエポキシ樹脂RSL 1462、及び、１２.７５％のエポキシ樹脂RSL 1739（これらは、テキサス州ヒューストンのHexion Specialty Chemicals社製）を含む溶液に溶解して用意される。マイクロキャビティキャリアウェブ（１９０）から、粒子を転写するために、接着性組成物（Ａ）が用いられ、それは、１１.５４％のエポキシ樹脂ＲＳＬ１４６２、１３.０７％のエポキシ樹脂RSL 1739、２７.６５％のエポキシ樹脂165（テキサス州ヒューストンのHexion Specialty Chemicals社製）、９.４４％のHyProx UA11、７.５％のMin-U-sil5、及び、１.５％のCab-o-sil-M5、０.２２％のSilquestA186、０.２２％のSilquest A189、１５％のpaphen phepoxy樹脂PKHH、０.３％のBYK322、１４％のHXA 3932（旭化成社製、潜在性硬化剤）等の成分を含む。剥離PET膜の、UV 50（CPFilm社製）を、コロナ処理し、i-PrOAc中に５０重量％の接着性組成物（Ａ）を含んでいるコーティング液で、マイラド・バーによってコーティングし、目標約15g/m2のコーティングを有する接着層（１２０）を形成する。
【００７１】
［一時的なマイクロキャビティキャリア（１９０）の表層処理］
６μｍ（直径）×４μｍ（深さ）×２μｍ（partition）のマイクロキャビティを含むマイクロキャビティアレイが、３ミルの熱安定性ポリイミド膜（デュポン社製のＰＩ）にレーザアブレーションを行い、マイクロキャビティキャリア（１９０）を形成することによって作成した。粒子転写効率を高めるために、２種類の表層処理を用いた。
【００７２】
［フレコートによる表層処理］
非ランダムアレイのマイクロキャビティキャリアは、イソプロパノール（IPA）によって洗浄され、通常のオーブンにおいて、１分間６０℃で乾燥し、滑らかなロッドを用いて、フレコート７００−ＮＣ溶液（Loctite社製）で、約０.５μｍを標的膜厚としてフレコート７００−ＮＣ溶液（Loctite社製）でコーティングした。余剰材料は、リントフリーのキムワイプを用いて、ロッドから拭き取った。被覆されたフィルムを、１０分間空気乾燥し、更に、通常のオーブンで６０℃において５分間乾燥した。表層処理した基板は、直ぐに、粒子充填ステップに使用できる。
【００７３】
［ニューシル社製フルオロシリコン類による表層処理］
【表１】
2009535843.tif 000003
【００７４】
２種類のフルオロシリコン、ＭＥＤ ４００及びＭＥＤ４２０は、ニューシル社から入手した。ＰＩマイクロアレイウェブに対して、フリコート材料の箇所を除いて同じ表層処理手順が行い、標的膜厚を約０.２-０.３μｍとして、それぞれの市販のニューシルフルオロシリコン溶液を用いた。
【００７５】
［マイクロキャビティアレイへの粒子充填］
粒子充填の典型的な段階的手順は、以下の通りである。表層処理したＰＩマイクロキャビティアレイウェブを、滑らかなロッドを用いて、大量の導電性性粒子分散液でコーティングする。未充填のマイクロキャビティが無いように、複数回にわたって充填が行われ得る。充填されたマイクロキャビティアレイは、室温で１分間乾燥でき、余剰の粒子は、例えばアセトン溶媒を含ませたゴム製ふきん又はやわらかいリントフリーの布によって、丁寧に拭き取る。充填されたマイクロキャビティアレイの顕微鏡画像は、ImageTool3.0ソフトウェアによって分析する。表層処理の種類に関わらず、全てのマイクロキャビティアレイにおいて、９９%を上回る充填率が確認された。
【００７６】
［マイクロキャビティキャリア（１９０）から接着層（１２０）への粒子の転写］
粒子転写のための、２つの典型的な段階的手順は、以下の通りである。ニッケル粒子：上記例に記載した粒子充填手順を、４μｍユミコア製Ni粒子で充填されている、６×２×４μｍアレイ構造を有する表層処理済みポリイミドマイクロキャビティシートに適用する。粒子充填率は、概して、９９％を上回った。エポキシフィルムは、１５μｍ標的厚さで、準備した。マイクロキャビティシート及びエポキシフィルムを、向かい合って、鋼板に固定した。鋼板は、Think & Tinkerより市販されているＨＲＬ４２００ドライフィルムロールラミネータを介して加圧した。ラミネーション圧は、圧力６lb/in（約０.４２３g/cm2）、ラミネーション速度は、２.５cm/minに設定した。粒子は、PIマイクロキャビティからエポキシフィルムに、９８％以上の効率で転写された。７０度でのプレボンド（prebond）中の粘着性と、１７０度でのメインボンド（main bond）後の導電性が、許容可能であることが、２つの電極間に作成されたＡＣＦ膜がCherusalボンダー（TM-101P-MKIII型）を用いてボンディングされた後に、確認した。
【００７７】
金粒子：同様に、６×２×４μｍアレイ構造を有する表層処理済ポリイミドマイクロキャビティシートを、単分散した４μｍ Au粒子で充填した。粒子充填率は、９９%を上回った。エポキシフィルムは、２０μｍの標的厚さで、３２番ワイヤーバーを用いて塗布した。両方を対面して鋼板に配置した。マイクロキャビティシート及びエポキシフィルムは、向かい合って、鋼板に固定した。板金はThink & Tinkerより市販のHRL4200ドライフィルムロールラミネータを介して加圧した。ラミネーション圧は、圧力６lb/in（約０.４２３g/cm２）、ラミネーション速度は、２.５cm/minに設定した。優れた粒子転送効率（９８%以上）が、確認された。
【００７８】
結果として生じるＡＣＦ膜が、２つの電極間に、Cherusalボンダー（TM-101P-MKIII型）を用いてボンディングされた後に、許容可能な粘着性及び導電性を示した。前記説明、図面及び実施例によれば、本発明は異方性導電膜（ＡＣＦに関し、それは接着層の中又は上の非ランダムアレイとして、所定の非ランダム粒子位置に配置されている複数の導電性粒子を含み、その非ランダム粒子配置は、前記導電性粒子を前記接着層に運搬し転写するマイクロキャビティアレイの、複数の所定のマイクロキャビティ位置に対応する。導電性粒子は、接着層に転写される。あるいは、本発明は更に、導電性シェルで囲まれ、変形可能なコア材料によって充填されているマイクロキャビティアレイを含む、異方性導電膜（ＡＣＦ）であって、導電性シェル及びコアを有する変形可能な導電性粒子を用い、転写操作が不必要な実施例に用いられるＡＣＦを開示している。この場合、マイクロキャビティアレイは、接着層の上に形成される。その工程は具体的には、導電性粒子（好適には、変形可能なコア及び導電性シェル）により充填されている、マイクロキャビティアレイの上に直接接着材をコーティングすることによって実行される。あるいは、マイクロキャビティを、接着層でコーティングされずに形成することもできる。コーティング済の製品は、完成したＡＣＦ製品として使用されるか、又は、剥離基板によって再びラミネートされることができる。この場合、転写は不要である。更にまた、ＡＣＦは、マイクロキャビティ上の、まさにその場で作成された粒子で、マイクロキャビティシェルを金属化し、変形可能な材料を充填することによって形成される。
【００７９】
異なる種類の実施態様が、上記何れかの種類のＡＣＦ及び、本発明に係るＡＣＦによって実現される電子デバイスについて実施され得る。ある実施態様では、導電性粒子又はマイクロキャビティは、１〜１００マイクロメートルの範囲の直径又は深さを有する。他の好ましい実施態様では、導電性粒子又はマイクロキャビティは、２〜１０マイクロメートルの範囲の直径又は深さを有する。他の好ましい実施態様では、導電性粒子又はマイクロキャビティは、１０%未満の標準偏差の直径又は深さを有する。他の好ましい実施態様では、導電性粒子又はマイクロキャビティは、５%未満の標準偏差の直径又は深さを有する。他の好ましい実施態様では、接着層は、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂又はそれらの前駆体を含む。他の好ましい実施態様では、接着層は、感圧性接着材、熱溶融性接着材、熱、水分又は放射硬化性接着材を含む。他の好ましい実施態様では、接着材層は、エポキシド、フェノール樹脂、アミン-ホルムアルデヒド樹脂、ポリベンゾオキサジン、ポリウレタン、シアン酸エステル、アクリル、アクリレート、メタアクリレート、ビニル重合体、ポリ（スチレン−ブタジエン共重合体）及びそれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリカプロラクトン、ポリエーテル又はポリアミドなどを含む。他の好ましい実施態様では、接着材層は、エポキシド、フェノール類、ポリウレタン、ポリベンゾオキサジン、シアン酸エステル又は多官能アクリレートなどを含む。他の好ましい実施態様では、接着材層は、触媒、開始剤又は硬化剤などを含む。他の好ましい実施態様では、接着材層は、であって、熱、放射線、圧力又はこれらの組合せによって硬化する潜在性硬化剤を含む。他の好ましい実施態様では、接着材層は、ジ・シアノ・ジアミド（DICY）、アジピン酸ジヒドラジド、２-メチル・イミダゾール及びそのカプセル化製品（例えば、旭化学工業社製の液状ビスフェノールを溶媒としたノバキュアＨＸ分散液）、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ＢＦ３アミンアダクト、味の素社製のアミキュア、ジアミノジフェニルスルホンのようなスルホニウム塩類、ｐ−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモン酸などからなるリストから選択されるエポキシド及び硬化剤からなる。他の好ましい実施態様では、接着層は、多官能アクリレート、多官能メタアクリレートからなる多官能アリル（多官能ビニル）又は多官能ビニル・エーテル及び光重合開始剤又は熱開始剤などを含む。他の好ましい実施態様では、接着層は、結合剤を更に含む。他の好ましい実施態様では、接着層は結合剤を更に含み、具体的には、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３-アミノプロピルトリエトキシシラン又はチタン結合材のような、チタン酸、ジルコン酸、又は、シラン結合剤を含む。他の好ましい実施態様では、接着層は、シリカ、TiO2、Al2O3、窒化ホウ素、窒化シリコンのような、絶縁性充填材を更に含む。
【００８０】
本発明はさらに、非ランダム異方性熱伝導性接着膜及びその製造工程を開示し、該製造工程は、熱伝導性絶縁性粒子をマイクロキャビティアレイに流体充填し、次いで、それら粒子接着層に転写するステップを含む。本発明は更に、非ランダムアレイ異方性熱伝導性接着膜を電子デバイス、特に半導体又は表示装置に、接続するために用いることを開示する。従来は、異方性導電膜（ＡＣＦ）は、導電性の粒子を使用に関連するのみであった。しかし、本発明では、導電性粒子は熱伝導性であり、熱の管理を容易にできる。さらにまた、特定の用途では、粒子は熱伝導性だが電気絶縁性の粒子であってもよい。別の用途では、粒子は、熱伝導性で導電性の粒子であってもよい。従って、ＡＣＦを製造するための方法は、複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイに配置する方法であって、流体中での粒子配分工程を用いて、前記導電性粒子を１つずつ各マイクロキャビティにトラップするステップを含む方法として開示されている。好ましい実施態様では、方法は、複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイ内に配置し、次いで、前記導電性粒子を接着層に転写する、前記ステップを実行するための、ロール・ツー・ロールの連続的方法を使用するステップを更に含む。他の好ましい実施態様では、方法は、前記複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイ内に配置するステップに先立って、エンボシング、レーザアブレーション又はフォトリソグラフィ工程を適用するステップを更に含む。他の好ましい実施態様では、マイクロキャビティを形成する層において、エンボシング、レーザアブレーション又はフォトリソグラフィ方法を適用するステップが、複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイ内に配置するステップに先立って行われる。他の好ましい実施態様では、方法は、剥離層でコーティング済みのマイクロキャビティアレイを使用するステップを更に含む。リリース層は、フッ素重合体又はオリゴマー、シリコンオイル、フルオロシリコン、ポリオレフィン、ワックス、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、長い原子連鎖を含む疎水性ブロック又は分岐を有する界面活性剤又はそれらの共重合体もしくは混合物などを含むリストから選択できる。剥離層は、コーティング、印刷、噴霧、蒸着、プラズマ重合又は架橋処理などを含む方法でマイクロキャビティアレイに塗布されるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。他の好ましい実施形態では、方法は、マイクロキャビティアレイのクローズループ（close loop）を使用するステップを更に含む。他の好ましい実施態様では、残余の接着材又は粒子をマイクロキャビティアレイから、粒子転写ステップの後に、除去するための洗浄装置を用いるステップを更に含む。異なる実施態様では、粒子充填ステップに先立って、剥離層をマイクロキャビティアレイに適用するステップを更に含む。
【００８１】
本発明は更に、２つの基板膜にはさまれた接着材中の所定の位置に配置されている、導電性粒子のアレイ又はマイクロキャビティを含む異方性導電膜を開示する。基板は、伝導性又は絶縁性の材料であり得る。基板は、接着性/導電性の粒子又はマイクロキャビティアレイを支えるためだけにあり、従って、ＡＣＦが接続装置に適用された際には除去される。好ましい実施態様では、マイクロキャビティは、実質的に同じ大きさ及び形状をしている。あるいは、ＡＣＦは、上下の基板膜にはさまれた導電性のセルにより囲まれている、それぞれの変形可能な材料により充填されているマイクロキャビティアレイを含む。コア材料は、ＡＣＦの特定の用途に依存して、導電性又は非導電性であり得る。
【００８２】
ある実施態様において、本発明は更に、電子デバイスを製造する方法を開示する。その方法は、導電性シェル及びコア材料を含む複数の導電性粒子を、マイクロキャビティアレイ内に配置し、次いで、充填されたマイクロキャビティに接着層をオーバーコート又はラミネートするステップを含む方法である。好ましい実施態様では、複数の導電性粒子をマイクロキャビティアレイに配置する方法は、流体中での粒子配分工程を用いて、前記導電性粒子を１つずつ各マイクロキャビティにトラップするステップを含む。他の好ましい実施態様では、方法は、マイクロキャビティアレイの選択領域に、導電性層を蒸着又はコーティグし、これに次いで、コーティング済マイクロキャビティに変形可能な組成物を充填して、マイクロキャビティの周囲に導電性シェルを形成するステップを更に含む。好ましい実施態様では、上部導電層シェルは、マイクロキャビティ上の導電層に電気的に接続している。他の好ましい実施態様では、前記選択領域がマイクロキャビティの表層を含む。他の好ましい実施形態では、前記選択領域は、マイクロキャビティのスカート領域を更に含む。他の好ましい実施形態では、スカート領域は、マイクロキャビティアレイの上表面の領域であって、マイクロキャビティの端から延びている。他の好ましい実施形態では、スカート領域は、０.０５μｍ〜２０μｍであって、マイクロキャビティの端から延びている。他の好ましい実施形態では、スカート領域は、０.１〜５μｍであって、マイクロキャビティの端から延びている。他の好ましい実施形態では、導電層は、蒸着、噴射、電気めっき、無電解めっき、電着又はウェットコーティングによって、蒸着又はコーティングされる。他の好ましい実施形態では、導電層は、金属、合金、金属酸化物、カーボン又はグラファイトによって形成される。他の好ましい実施形態では、金属は、Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Ni、Co、Sn、Cr、Al、Pb、Mg、Znである。他の好ましい実施形態では、金属酸化物は、インジウム酸化スズ又はインジウム酸化亜鉛である。他の好ましい実施形態では、導電層は、カーボンナノチューブにより形成される。他の好ましい実施形態では、導電層は、多重層又は相互貫入層からなる。他の好ましい実施形態では、変形可能な合成物は、ポリマー材料を含む。他の好ましい実施形態では、ポリマー材料は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール類、ポリベンゾオキサジン、ポリジエン、ポリオレフィン又はこれらの共重合体又は混合物を含むリストから選択される。他の好ましい実施形態では、導電性粒子のコア材料は、ポリマー及び充填材からなる。他の好ましい実施形態では、充填材は、カーボン、シリカ、Ag、Cu、Ni、TiO2及びクレイのナノ粒子又はナノチューブが、コアの充填材として好適である。他の好ましい実施形態では、充填材は、導電性充填材である。他の好ましい実施形態では、マイクロキャビティアレイを変形可能な材料で充填するステップは、マイクロキャビティアレイをポリマー組成物で充填し、それに次いで、導電性層を充填済マイクロキャビティ上に選択的に蒸着又はコーティングして、導電性シェルを���成するステップを含む。他の好ましい実施形態では、方法は、マイクロキャビティアレイ上に導電性層を選択領域に蒸着又はコーティングし、これに次いで、マイクロキャビティを変形可能な組成物で充填し、そのマイクロキャビティの周囲に導電性シェルを形成するステップを実行するための、ロール・ツー・ロールの連続的方法を使用するステップを更に含む。他の好ましい実施形態では、選択領域への蒸着又はコーティングのステップは、以下の工程を含み得る複数のステップから選択される方法により成され得る。a）シャドーマスクによる金属化、又は、b）めっきレジストのコーティング、フォトリソグラフィ露光、レジストの展開、そして、レジストのない領域への特異的な無電解めっき。その方法は、めっきレジスト、剥離、マスクキング、又は、めっき阻害（poison）層を像様（image-wised）印刷し、全表面を非像様に（non-imagewise）めっきして、次いで、めっきの不必要な領域の金属を剥離又は剥落させる。他の好ましい実施形態では、導電性層の選択領域への蒸着又はコーティングは、ａ）シャドーマスクによる金属化、ｂ）めっきレジストのコーティング、フォトリソグラフィ露光、レジストの展開、そして、レジストのない領域への特異的な無電解めっき、ｃ）めっきレジスト、剥離、マスクキング、又は、めっき阻害（poison）層を像様（image-wised）印刷し、全表面を非像様に（non-imagewise）めっきして、次いで、めっきの不必要な領域の金属を剥離又は剥落させる、これら何れかの工程から選択される方法により行われる。他の好ましい実施形態では、像様印刷の工程は、インクジェット印刷、グラビア印刷、レタープレス印刷、オフセット印刷、水なしオフセット又はリソグラフィック、熱転写、レーザアブレーション転写印刷工程などを含むリストから選択される。他の好ましい実施形態では、方法は、ロール・ツー・ロールの連続的方法を適用して、導電性の層を選択的領域に蒸着又はコーティングする前に、エンボシング又はフォトリソグラフィ工程によりマイクロキャビティアレイを形成する。他の好ましい実施形態では、エンボシング又はフォトリソグラフィ工程は、マイクロキャビティ形成層において行われる。他の好ましい実施形態では、マイクロキャビティは更に、マイクロキャビティ内に下部構造を有する。他の好ましい実施形態では、下部構造は、スパイク、切り欠き（notch）、溝（groove）、及び、こぶ（nodule）の形をしている。他の好ましい実施形態では、下部構造は、導電性の層をマイクロキャビティアレイの選択領域に蒸着又はコーティングするステップの前に、剛性の、導電性組成物によって充填される。他の好ましい実施形態では、剛性の、導電性組成物は、金属、カーボン又はグラファイトの、粒子又はチューブを含む。他の好ましい実施形態では、金属粒子は、金属ナノ粒子である。他の好ましい実施形態では、金属粒子は、ニッケルナノ粒子である。他の好ましい実施形態では、導電性粒子は、カーボンナノ粒子又はカーボンナノチューブを更に含む。
【００８３】
前記説明、図面及び実施例によれば、本発明は更に、接着層と同一側又は反対側に、複数組のマイクロキャビティを含む、非ランダムＡＣＦを開示する。全ての場合において、マイクロキャビティは、所定のサイズ及び形状を有する。ある１つの実施形態では、接着膜の同一側のマイクロキャビティは、垂直方向（膜厚方向）に実質的に同じ高さを有する。他の実施形態では、接着フィルムの同じ側上のマイクロキャビティは、実質的に同じサイズ及び形状を有する。ＡＣＦは、接着層の同じ側であっても、垂直方向の高さが実質的に同じである限り、ＡＣＦの特定用途における良好な接続を保証するので、複数組のマイクロキャビティを持つことができる。そのようなマイクロキャビティは、実質的に、異方性導電接着膜の片側にあっても良い。さらに、ある実施形態では、マイクロキャビティを充填する導電性材料は、実質的に同じ方向（接着膜の片側に向かう方向）を指す、スパイクを有する。代替的実施形態では、本発明は、更に、導電性接着層のそれぞれの側に、充填済みの導電性マイクロキャビティの、２つのアレイを含む異方性導電性接着膜を含む。ある実施形態では、これら２つのアレイは、実質的に同じ大きさ、形状及び構成のマイクロキャビティを有する。他の好ましい実施形態では、これらの２つのアレイは、異なるサイズ、形状又は構成のマイクロキャビティを有する。他の好ましい実施形態では、これらの２つのアレイは、互い違いに配置され、充填済みのマイクロキャビティが、いかなる水平位置においても、垂直方向（膜厚方向）に、複数存在しないようにする。
【００８４】
前記実施形態に加えて、本発明は更に、本発明に係るＡＣＦに接続された電子部品を有する電子デバイスを開示し、そのＡＣＦは、上記何れかの処理方法又はそれらの組合せに従って配置された、非ランダム導電性粒子アレイを有する。ある実施形態では、電子デバイスは、表示装置を備える。他の実施形態では、電子デバイスは、半導体チップを備える。他の実施形態では、電子デバイスは、プリント配線を有するプリント回路板備える。他の実施形態では、電子デバイスが、プリント配線を有するフレキシブルプリント回路基板を備えている。
【００８５】
本発明は、現在における好ましい実施形態について述べてきたが、この様な開示は、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。さまざまな代替及び変更態様が、上記開示を読めば、当業者に明らかになることは自明である。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲内における全ての置換及び修正に及ぶと意図している。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１Ａ】典型的なＡＣＦ製品及び、その電極接続又はチップ接続における利用の、断面の概略図である。
【図１Ｂ】典型的なＡＣＦ製品及び、その電極接続又はチップ接続における利用の、断面の概略図である。
【図１Ｃ】典型的なＡＣＦ製品及び、その電極接続又はチップ接続における利用の、断面の概略図である。
【図１Ｄ】典型的なＡＣＦ製品及び、その電極接続又はチップ接続における利用の、断面の概略図である。
【図１Ｅ】スパイクの方向がランダム分布を示す導電性粒子の、従来の非ランダムアレイの断面図を示す。
【図２Ａ】本発明（導電性粒子を利用した方法）に係る非ランダムアレイＡＣＦの上面及び断面の概略図を示す。
【図２Ｂ】本発明（導電性粒子を利用した方法）に係る非ランダムアレイＡＣＦの上面及び断面の概略図を示す。
【図２Ｃ】本発明に係る、他の非ランダムアレイＡＣＦの概略図である。
【図２Ｄ】本発明に係る、他の非ランダムアレイＡＣＦの概略図である。
【図２Ｅ】本発明に係る、他の非ランダムアレイＡＣＦの概略図である。
【図２Ｆ】本発明に係る、他の非ランダムアレイＡＣＦの概略図である。
【図３】本発明の第２態様に従う、マイクロキャビティアレイへの導電性粒子の流体中での整合配置（fluidic assembling）を示す模式的フローチャートを示す。
【図４】流体中で整合配置（fluidic assembling）された導電性粒子アレイを、好ましくは接着層でプレコートされている第２のウェブへ転写する様子を示す、模式的フローチャートを示す。
【図５Ａ】本発明の他の非ランダムアレイＡＣＦの断面の概略図（一定の比率でない）を示す。
【図５Ｂ】本発明の他の非ランダムアレイＡＣＦの断面の概略図（一定の比率でない）を示す。
【図５Ｃ】本発明の他の非ランダムアレイＡＣＦの断面の概略図（一定の比率でない）を示す。
【図５Ｄ】本発明の他の非ランダムアレイＡＣＦの断面の概略図（一定の比率でない）を示す。
【図６Ａ−１】図６Ａ−２のマイクロキャビティアレイを作成するための、幾つかの典型的な型の三次元模式図を示す。全てのモールド及び対応するマイクロキャビティアレイは、予め定められており、且つ、実質的に明瞭な構成、形状及びサイズである。
【図６Ａ−２】マイクロキャビティアレイである。
【図６Ｂ−１】図６Ｂ−２のマイクロキャビティアレイを作成するための、幾つかの典型的な型の三次元模式図を示す。全てのモールド及び対応するマイクロキャビティアレイは、予め定められており、且つ、実質的に明瞭な構成、形状及びサイズである。
【図６Ｂ−２】マイクロキャビティアレイである。
【図６Ｃ−１】図６Ｃ−２のマイクロキャビティアレイを作成するための、幾つかの典型的な型の三次元模式図を示す。全てのモールド及び対応するマイクロキャビティアレイは、予め定められており、且つ、実質的に明瞭な構成、形状及びサイズである。
【図６Ｃ−２】マイクロキャビティアレイである。
【図６Ｄ】さまざまな形状（半球面、四角、矩形、六角形、円柱、その他）及び下部構造（スパイク、こぶ（nodule）、切り欠き（notch）、くさび（wedge）、溝（groove）、その他）を有する、いくつかのマイクロキャビティの概略図（一定の比率でない）を示す。
【図７Ａ】接続信頼性改善のための本発明に係るボンディングの後の、変形済導電性粒子又は充填済マイクロキャビティの概略断面図（一定比率でない）を示す。
【図７Ｂ】接続信頼性改善のための本発明に係るボンディングの後の、変形済導電性粒子又は充填済マイクロキャビティの概略断面図（一定比率でない）を示す。
【図８Ａ】全ての下部構造が実質的に下を向いており、且つ、例えば、エンボシング、スタンピング、又はリソグラフィ法などにより容易に製造できる、スパイク、節（nodular）、切り欠き（notch）、くさび（wedge）、溝（groove）やその他のような下部構造を有する、充填済み導電性マイクロキャビティアレイの概略断面図を示す。
【図８Ｂ】全ての下部構造が実質的に下を向いており、且つ、例えば、エンボシング、スタンピング、又はリソグラフィ法などにより容易に製造できる、スパイク、節（nodular）、切り欠き（notch）、くさび（wedge）、溝（groove）やその他のような下部構造を有する、充填済み導電性マイクロキャビティアレイの概略断面図を示す。
【図８Ｃ】全ての下部構造が実質的に下を向いており、且つ、例えば、エンボシング、スタンピング、又はリソグラフィ法などにより容易に製造できる、スパイク、節（nodular）、切り欠き（notch）、くさび（wedge）、溝（groove）やその他のような下部構造を有する、充填済み導電性マイクロキャビティアレイの概略断面図を示す。
【図９】向かい合ってラミネートして、基板−１／非ランダムアレイマイクロキャビティ−１／接着材／非ランダムアレイマイクロキャビティ−２／基板ー２、のような、サンドイッチ構造を形成している、２つの充填済導電性マイクロキャビティの非ランダムアレイを備える、本願に係るＡＣＦの構成の概略図（一定の比率ではない）を示す。
【図１０Ａ】スパイク下部構造を有する、マイクロキャビティアレイの概略図を示す。
【図１０Ｂ】本発明の第８の態様の処理ステップを示すフローチャートであり、（a）マイクロキャビティのスカート部の周囲の隔壁の上表面領域を含むマイクロキャビティの表面を選択的に金属化するステップと、（b）好ましくはポリマー充填剤でマイクロキャビティを充填し、余剰の充填剤を除去又は削り取るステップと、（c）好ましくは、マイクロキャビティのスカート部周囲の隔壁上表面の幾つかを含む、充填したマイクロキャビティの表面を選択的に金属化するステップと、そして、（d）作成された充填済導電性マイクロキャビティアレイを、任意に第２基板を伴う接着材層でオーバーコート又はラミネートするステップとを含む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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