(57)【要約】【課題】超音波伝達性に優れ、良好な接続信頼性を得ることができる接続構造体の製造方法を提供する。【解決手段】第１の回路部材１１と、第２の回路部材１２とを異方性導電フィルム１３を介して配置させる配置工程と、配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材２１上から圧着ツール２２にて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有し、緩衝材２１が、樹脂中に粒子を分散させてなり、粒子の固有音響インピーダンスが、圧着ツール２２の固有音響インピーダンスより小さく、被着体の固有音響インピーダンスより大きい。これにより、異方性導電フィルム１３への超音波到達を妨げることなく、均一加圧することができ、また、圧着ツール２２への異方性導電フィルム１３の付着を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して配置させる配置工程と、
前記配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有し、
前記緩衝材が、樹脂中に粒子を分散させてなり、
前記粒子の固有音響インピーダンスが、前記圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、前記被着体の固有音響インピーダンスより大きい接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記粒子の固有音響インピーダンスが、前記緩衝材の樹脂の固有音響インピーダンスよりも圧着ツールの材質の固有音響インピーダンスの値に近い請求項１記載の接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記粒子の固有音響インピーダンスは、圧着ツールの材質の固有音響インピーダンスの値の１０×１０６Ｎ・Ｓ／ｍ３以内である請求項２記載の接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記緩衝材中の粒子の含有量が、２０体積％以上である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記緩衝材中の粒子の含有量が、２０体積％以上５０体積％以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記粒子の平均粒径が、前記緩衝材の厚みの５０％以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記粒子の平均粒径が、前記緩衝材の厚みの１％以上３０％以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項８】
前記被着体の固有音響インピーダンスは、前記緩衝材に接する第２の回路部材の基材の固有音響インピーダンスである請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法により得られる接続構造体。
【請求項１０】
第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して配置させる配置工程と、前記配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有する接続構造体の製造方法に用いられる緩衝材であって、
樹脂中に粒子が分散されてなり、
前記粒子の固有音響インピーダンスが、前記圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、前記被着体の固有音響インピーダンスよりも大きい緩衝材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を使用して圧着接続を行う接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を使用し、又は超音波と熱や光照射とを併用し、電子部品等の圧着接続を行う工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。超音波印加により、例えば、導電性粒子における金と回路部材の接合端子（バンプ）における金との結合、導電性粒子における金と回路部材の接合端子（バンプ）における錫との結合などを形成することができる。
【０００３】
また、異方性導電フィルムを用いて接続を行う場合には、例えば、圧着ツールの傾きによる圧力の偏在を吸収して均一化するため、電子部品の端子厚みのバラツキに起因する圧力の偏在を吸収して均一化するため、圧着ツールへの異方性導電フィルムの付着を防止するためなどに、緩衝材を用いることが一般的に行われている。緩衝材としては、圧着時の圧力に対して弾性変形又は塑性変形を示し、かつ離形性のある、シリコーンゴム、ポリ４フッ化エチレン等が使用されている。
【０００４】
シリコーンゴム、ポリ４フッ化エチレン等は、固有音響インピーダンスが、３．０×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３程度と低いため、例えば圧着ツールの材質が固有音響インピーダンス４６×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３のステンレス（ＳＵＳ）である場合には、固有音響インピーダンスの差が大きくなり、圧着ツールと緩衝材の界面で振動が生じ、熱が発生してしまい、超音波エネルギーを使い尽くしてしまう。そのため、本来の目的である、被着体（例えばポリイミド）や異方導電性接着剤自体を発熱させるという目的を達成することができない。
【０００５】
また、緩衝材を使用しなければ、被着体や異方導電性接着剤自体を発熱させることができるが、前述の偏在圧力の吸収による均一化や圧着ツールへの異方性導電フィルムの付着を防止できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５１７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述した従来技術における課題を解決するものであり、超音波伝達性に優れ、良好な接続信頼性を得ることができる接続構造体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために、本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して配置させる配置工程と、前記配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有し、前記緩衝材が、樹脂中に粒子を分散させてなり、前記粒子の固有音響インピーダンスが、前記圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、前記被着体の固有音響インピーダンスより大きいことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る接続構造体は、接続構造体の製造方法により得られることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して配置させる配置工程と、前記配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有する接続構造体の製造方法に用いられる緩衝材であって、樹脂中に粒子が分散されてなり、前記粒子の固有音響インピーダンスが、前記圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、前記被着体の固有音響インピーダンスよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、超音波の減衰が少ない緩衝材を用いるため、超音波伝達性に優れ、良好な接続信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用された圧着工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
１．接続構造体の製造方法
２．実施例
【００１４】
＜１．接続構造体の製造方法＞
本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して配置させる配置工程と、配置工程にて配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、接続構造体を得る圧着工程とを有する。
【００１５】
［配置工程］
配置工程では、第１の回路部材、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisortropic Conductive Film）、及び第２の回路部材をこの順に配置する。
【００１６】
第１の回路部材及び第２の回路部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、第１の回路部材としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル等のガラス基板、及び第２の回路部材としてＣＯＦ（Chip On Film）を用いるＦＯＧ（Film On Glass）実装、第１の回路部材としてＬＣＤパネル等のガラス基板、及び第２の回路部材としてＩＣチップを用いるＣＯＧ（Chip On Glass）実装などに適用することができる。
【００１７】
異方性導電フィルムは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、熱カチオン硬化型、熱ラジカル硬化型などの熱硬化型、光カチオン硬化型、光ラジカル硬化型などの光硬化型、熱、光のどちらでも硬化する熱／光硬化型の異方性導電フィルムを用いることができる。
【００１８】
例えば、熱カチオン硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、カチオン硬化性樹脂と、熱カチオン重合開始剤と導電性粒子とを含有する。また、光カチオン硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、カチオン硬化性樹脂と、光カチオン重合開始剤と、導電性粒子とを含有する。また、熱／光カチオン硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、カチオン硬化性樹脂と、熱カチオン重合開始剤と、光カチオン重合開始剤とを含有する。なお、熱／光カチオン硬化型の異方性導電フィルムは、熱カチオン重合開始剤及び光カチオン重合開始剤を併用する代わりに、熱／光どちらにも適用可能な、熱／光カチオン重合開始剤を１種類使用してもよい。また、熱カチオン重合開始剤と熱／光カチオン重合開始剤、光カチオン重合開始剤と熱／光カチオン重合開始剤を組み合わせてもよい。
【００１９】
また、例えば、熱ラジカル硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、ラジカル硬化性樹脂と、熱ラジカル重合開始剤と導電性粒子とを含有する。また、光ラジカル硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、ラジカル硬化性樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、導電性粒子とを含有する。また、熱／光ラジカル硬化型の異方性導電フィルムは、膜形成樹脂と、ラジカル硬化性樹脂と、熱ラジカル重合開始剤と、光ラジカル重合開始剤とを含有する。
【００２０】
膜形成樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンイソプレン樹脂、ニトリルブタジエン樹脂などが挙げられる。
【００２１】
カチオン硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、脂環式エポキシ樹脂それらの変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２２】
熱カチオン重合開始剤としては、例えば、ベンジルスルホニウム塩、チオフェニウム塩、チオラニウム塩、ベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミドなどが挙げられる。
【００２３】
光カチオン重合開始剤としては、例えば、カチオン部分が、芳香族スルホニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族ジアゾニウム、芳香族アンモニウム、チアンスレニウム、チオキサントニウム、（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）［（１−メチルエチル）ベンゼン］−Ｆｅカチオンであり、アニオン部分が、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＳｂＦ６−、［ＢＸ４］−（但し、Ｘは少なくとも２つ以上のフッ素またはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基）で構成されるオニウム塩等が挙げられる。
【００２４】
ラジカル硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ（メタ）アクリレート類、ウレタン（メタ）アクリレート類、（メタ）アクリレートオリゴマーなどが挙げられ、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
熱ラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ化合物などが挙げられる。過酸化物としては、ジアシルパーオキサイド化合物、パーオキシエステル化合物、ハイドロパーオキサイド化合物、パーオキシジカーボネート化合物、パーオキシケタール化合物、ジアルキルパーオキサイド化合物、及びケトンパーオキサイド化合物などが挙げられる。
【００２６】
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系重合開始剤、オシムエステル系光重合開始剤などが挙げられる。
【００２７】
導電性粒子としては、異方性導電フィルムにおいて使用されている公知の導電性粒子を用いることができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、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、スチレン系樹脂等の粒子を用いることができる。
【００２８】
また、異方性導電フィルムには、その他の成分として、シランカップリング剤、無機フィラー、アクリルゴムなどのエラストマー、カーボンブラックなどの顔料を、目的に応じて適宜配合するようにしてもよい。
【００２９】
［圧着工程］
図１は、本発明が適用された圧着工程を示す断面図である。図１に示すように、圧着工程では、第１の回路部材１１と、第２の回路部材１２とを異方性導電フィルム１３を介して配置された被着体を圧着する際、緩衝材２１上から圧着ツール２２にて超音波を印加し、接続構造体を得る。
【００３０】
圧着工程では、第１の回路部材１１と第２の回路部材１２とが異方性導電フィルム１３を介して導通がとれること、すなわち、異方性導電フィルム１３における導電性粒子が、第１の回路部材１１及び第２の回路部材１２の接続端子に接する状態となる。
【００３１】
圧着工程では、例えば、ヒートツール等の圧着ツール２２を用いて、第２の回路部材１２を押圧することにより行われ、さらに、圧着ツール２２と第２の回路部材１２との間に緩衝材２１を介装して行われる。緩衝材２１を介装することにより、押圧ばらつきを低減できると共に、圧着ツール１２が汚れるのを防止することができる。
【００３２】
圧着ツール２２としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、押圧対象よりも大面積である押圧部材を用いて押圧を１回で行ってもよく、また、押圧対象よりも小面積である押圧部材を用いて押圧を数回に分けて行ってもよい。
【００３３】
圧着ツール２２の先端形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平面状、曲面状などが挙げられる。なお、先端形状が曲面状である場合、曲面状に沿って押圧することが好ましい。
【００３４】
圧着ツール２２を用いて印加する超音波の周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることが好ましく、２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚであることがより好ましい。周波数が、１０ｋＨｚ未満であると、回路部材を押し込む力が足りず、接続不良を生じることがあり、１００ｋＨｚを超えると、回路部材の接合端子が変形してショートや接続不良を引き起こすことがある。
【００３５】
超音波の振動方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第１の回路部材１１又は第２の回路部材１２の平面に対して、水平振動でも、垂直振動のいずれであってもよい。第１の回路部材１１又は第２の回路部材１２へのダメージ低減の観点からは水平振動が好ましく、ファインピッチ接続のアライメントずれを防止する観点からは、垂直振動が好ましい。
【００３６】
超音波印加時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１秒間〜２．０秒間であることが好ましく、０．５秒間〜１．０秒間であることがより好ましい。超音波印加時間が、０．１秒間未満であると、回路部材の押し込み不足が発生することがあり、２．０秒間を超えると、回路部材の配線が変形してしまうことがある。
【００３７】
超音波印加手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、振動子などが内蔵された超音波印加可能な押圧部材などが挙げられる。
【００３８】
圧着ツール２２を用いて超音波振動を異方性導電フィルム１３へ印加することにより、超音波振動で発生する摩擦熱により異方性導電フィルム１３の硬化を促すことができる。具体的には、超音波印加により、金属が溶融し、例えば、導電性粒子における金と回路部材の接合端子（バンプ）における金との結合、導電性粒子における金と回路部材の接合端子（バンプ）におけるスズとの結合などを形成可能となる。これにより、圧着ツール２２の加熱温度を低温化することができ、偏光板などのＬＣＤ部材への熱影響を低減することが可能となる。
【００３９】
超音波印加圧着は、超音波振動の減衰を小さくし、いかに異方性導電フィルム１３へ伝達させるかが重要である。圧着ツール２２は、通常、固有音響インピーダンスが高いステンレス（ＳＵＳ）が用いられ、緩衝材２１は、通常、固有音響インピーダンスが低いシリコンラバー、ポリエチレンテレフタラートなどが用いられる。
【００４０】
表１に、一般的な物質の固有音響インピーダンスを示す。なお、固有音響インピーダンスＺは、音に対する抵抗値を示し、下記式で表される。
Ｚ＝Ｃ×ρ
Ｚ＝音響インピーダンス［ｋｇ／ｍ２・Ｓ＝Ｎ・Ｓ／ｍ３］
Ｃ＝物質の音速［ｍ／ｓ］
ρ＝物質の密度［ｋｇ／ｍ３］
【００４１】
【表１】
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【００４２】
ステンレスとシリコンラバーのように固有音響インピーダンスの差が大きい場合、超音波が材料界面で反射してしまう。そのため、異方性導電フィルム１３へ超音波が到達せず、超音波振動で発生する摩擦熱により異方性導電フィルム１３の硬化を促す効果を得ることができない。
【００４３】
本実施の形態では、緩衝材の樹脂中に粒子を分散させ、粒子の固有音響インピーダンスを圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、被着体の固有音響インピーダンスより大きくすることにより、緩衝材全体の音響インピーダンスを上げ、圧着ツールの固有音響インピーダンスとの差を小さくする。これにより、材料界面の反射を抑制し、超音波振動の減衰を抑制して異方性導電フィルムへ超音波を伝達させることができる。なお、被着体の固有音響インピーダンスは、緩衝材と接する第２の回路部材の基材の固有音響インピーダンスとすることが好ましい。
【００４４】
また、粒子の固有音響インピーダンスは、緩衝材の樹脂の固有音響インピーダンスよりも圧着ツールの材質の固有音響インピーダンスの値に近いことが好ましい。より具体的には、粒子の固有音響インピーダンスは、圧着ツールの材質の固有音響インピーダンスの値の１０×１０６Ｎ・Ｓ／ｍ３以内である好ましい。これにより、超音波の減衰を抑制する効果を大きくすることができる。
【００４５】
また、緩衝材中の粒子の含有量は、２０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上５０体積％以下であることがより好ましい。粒子の含有量は、１体積％でも効果はあるが、２０体積％以上あると、超音波の減衰を抑制する効果が大きい。
【００４６】
また、緩衝材中の粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、緩衝材の厚みの５０％以下であることが好ましく、１％以上３０％以下であることがより好ましい。粒子の平均粒径が小さすぎると、緩衝材の樹脂と粒子の界面が多数存在するため、エネルギーロスが生じてしまい、粒子の平均粒径が大きすぎると、緩衝材の変形による緩衝効果を妨げてしまう。
【００４７】
このように固有音響インピーダンスが圧着ツールの材質より小さく、被着体の材質や異方性導電フィルムの固有音響インピーダンスよりも大きな物質を分散させた緩衝材を被着体と圧着ツール間に配した状態で超音波を印加し、圧力を掛けて接続を行うことにより、圧着ツールより印加された超音波の緩衝材界面における減衰が抑制され、比較的大きな超音波エネルギーが、被着体及び異方性導電フィルムに到達し、発熱が生じる。よって、接続構造体の良好な接続信頼性を得ることができる。
【００４８】
［変形例］
また、前述の圧着工程において、超音波印加と同時に、熱、紫外線等のエネルギー線照射を併用してもよい。なお、紫外線等のエネルギー線照射を併用する場合には、異方性導電フィルムに予め熱による開始剤の他に、エネルギー線照射によりバインダー成分の反応を生じさせる開始剤を併用して配合しておく必要がある。
【００４９】
圧着工程において、エネルギー線を照射する場合、超音波を印加した後に、第１の回路部材と第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して圧着させながら、異方性導電フィルムに光を照射する。
【００５０】
光としては、光硬化性樹脂を硬化可能な光である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、波長２００ｎｍ〜７５０ｎｍの光（紫外線）が好ましい。また、光を発する光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＬＥＤ光源、ＵＶランプ光源などが挙げられる。
【００５１】
また、光照射のタイミングとしては、押圧及び超音波照射により、第１の回路部材と第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して圧着させ、その後、光照射される。また、光照射の際には、超音波印加は、停止されている。これは、光硬化がなされた状態で超音波を印加すると、接合体にクラックが生じる場合があり、接続信頼性が低下してしまうからである。
【００５２】
光照射の照射方向としては、特に制限はなく、照射効率などに応じて適宜選択することができ、例えば、照射対象に対して垂線方向であってもよく、また、垂線方向に対して傾斜した方向であってもよい。
【００５３】
さらに、第１の回路部材と第２の回路部材とを異方性導電フィルムを介して圧着させながら光を照射した後に、さらに、第２の回路部材を第１の回路部材側に押圧しないで、０．５秒間以上の光照射をおこなってもよい。これにより、押し込む応力が低減した状態で更に硬化を行うことができ、接続信頼性をさらに高めることができる。
【００５４】
光照射時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．０秒間〜１０．０秒間が好ましく、１．０秒間〜５．０秒間がより好ましい。光照射時間が、１．０秒間未満であると、十分に光硬化できないことがあり、１０．０秒間を超えると、短時間接続ができなくなりタクトタイムが増加することにより、コスト高となってしまうことがある。
【００５５】
超音波印加と光照射とは、異方性導電フィルムに対して、相対する方向から行うことが好ましい。例えば、超音波印加を一方の回路部材（電子部品又はＦＣＰ）側から行い、光照射を他方の回路部材（配線基板）側から行うことが好ましい。
【００５６】
光照射を他方の回路部材から行うことにより、一方の回路部材を押圧するための押圧部材が光を遮ることがないので、光照射効率を向上させることができ、もって押圧しながら光硬化させることができる。
【００５７】
例えば、ガラス配線基板とＩＣチップとの接続を行うＣＯＧ実装においては、ガラス配線基板上に異方性導電フィルムを配置し、ＩＣチップ側から超音波で異方性導電フィルムを溶融させてＩＣチップを押し込んだ後、圧力を加えた状態でガラス基板側から紫外線照射を行い、硬化させることにより、ガラス配線基板とＩＣチップとの接続を加熱することなく行うことができる。これにより、熱収縮によるパネル反りを防止することができ、表示ムラの問題を解決することができる。
【００５８】
また、ガラス配線基板とＣＯＦとの接続を行うＦＯＧ実装においては、同様の接続方法により熱伸縮によるアライメントずれを低減することができ、十分な接続面積の確保と端子ショートの防止が可能となる。
【００５９】
また、前述の圧着工程において、異方性導電フィルムの溶融を促す目的で、補助的に６０℃〜１００℃の熱をかけて実装を行ってもよい。
＜２．実施例＞
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、第１の回路部材と、第２の回路部材とを異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を介して配置された被着体を圧着する際、緩衝材上から圧着ツールにて超音波を印加し、実装体を得た。そして、初期の接続抵抗値、高温高湿試験後の接続抵抗値、ＡＣＦの反応率、及び、圧着ツールへのＡＣＦ付着の有無について評価した。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
［ＡＣＦの作製］
フェノキシ樹脂（品名：ＹＰ−５０、東都化成社製）を５０部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（品名：ＥＰ−８２８、ジャパンエポキシレジン社製）を４５部、カチオン系硬化剤（品名：ＳＩ−８０Ｌ、三新化学社製）を３部、及び導電性粒子（品名：ＡＵＬ７０４、積水化学工業社製）を体積比率１０％で秤量、混合を行い、ＰＥＴフィルムに塗布し、厚さ２０μｍのシート状のＡＣＦを作製した。
【００６２】
［実装体の作製］
第１の回路部材として、評価用のＩＴＯガラス基板（０．７ｍｍｔガラス、５０μｍＰ（Ｌ／Ｓ＝１／１））を用い、第２の回路部材として、評価用のＣＯＦ（２５μｍｔポリイミド、５０μｍＰ（Ｌ／Ｓ＝１／１）、８μｍｔＣｕ配線（Ｓｎメッキ）、Ｓ’ｐｅｒｆｌｅｘ基材）を用いた。
【００６３】
ツール幅が１．５ｍｍの仮圧着機にて、７０℃−１ＭＰａ−１ｓｅｃの条件で前記ＩＴＯガラス基板上に１．５ｍｍにスリットされた前記ＡＣＦを仮圧着した。次いで、前記ＣＯＦを同仮圧着機にて、８０℃−０．５ＭＰａ−０．５ｓｅｃの条件で仮固定し、最後に振動５０Ｈｚ、振幅２μｍ、５ＭＰａ、４ｓｅｃの条件で超音波印加圧着を実施し、実装体を作製した。
【００６４】
超音波印加圧着に使用される圧着ツールは、ステンレス製であり、その固有音響インピーダンスは、４６×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。また、ＣＯＦのポリイミドの固有音響インピーダンスは、３．５×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００６５】
［接続抵抗の測定］
前記実装体について、初期（Initial）の接続抵抗、及び温度８５℃湿度８５％ＲＨ５００時間のＴＨテスト（Thermal Humidity Test）後の接続抵抗を測定した。接続抵抗は、デジタルマルチメータ（デジタルマルチメータ７５５５、横河電機社製）を用いて４端子法にて電流を１ｍＡ流して測定し、Ｍａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値を求めた。
【００６６】
［反応率の算出］
下記サンプル１〜３を測定し、反応率を算出した。
サンプル１：未硬化の異方性導電フィルム(反応前)の試料
サンプル２：サンプル１を１８０℃−１時間にて完全硬化させた試料
サンプル３：実装体の異方性導電フィルム（硬化後）の試料
【００６７】
各サンプルについて、ＦＴ−ＩＲ測定を行い、得られたＩＲチャートから（Ｉ）９１４ｃｍ−１：エポキシ環の逆対象伸縮振動及び（ＩＩ）８２９ｃｍ−１：芳香環のＣ−Ｈ間界面外変角振動２つのピークを数値化した。そして、各試料について、下記（１）式にて吸光度比を求め、得られた吸光度比を用いて下記（２）式で示される反応率を算出した。
吸光度比＝（Ｉ）／（ＩＩ）      （１）
反応率（％）＝（１−サンプル３の吸光度比／サンプル１の吸光度比）／（１−サンプル２の吸光度比／サンプル１の吸光度比）×１００      （２）
【００６８】
［ＡＣＦ付着の有無］
前述の実装体の圧着を５回繰り返し行い、圧着ツールへのＡＣＦの付着を目視にて確認した。ＡＣＦの付着が１回以上ある場合を「有」とし、ＡＣＦの付着が０回ある場合を「無」とした。
【００６９】
＜比較例１＞
前述の実装体の作製において、緩衝材を使用せずに超音波印加圧着を実施し、実装体Ａを得た。
【００７０】
表２に示すように、実装体Ａの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ３．２Ω、１．０Ω、及び１．５Ωであった。また、実装体ＡのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ６．２Ω、１．２Ω、及び５．０Ωであった。また、実装体Ａの異方性導電フィルムの反応率は９５％であった。また、実装体Ａの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着が確認された。
【００７１】
＜比較例２＞
前述の実装体の作製において、緩衝材Ｂを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｂを得た。未硬化液状シリコーンゴムを四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｂを作製した。シリコーンゴムの固有音響インピーダンスは、３．０×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００７２】
表２に示すように、実装体Ｂの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ５．５Ω、５．２Ω、及び０．３Ωであった。また、実装体ＢのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ１０．６Ω、６．２Ω、及び４．４Ωであった。また、実装体Ｂの異方性導電フィルムの反応率は５５％であった。また、実装体Ｂの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００７３】
＜実施例１＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｃを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｃを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が０．０１２μｍであるシリカ（（ＳｉＯ２）アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を３０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｃを作製した。ＳｉＯ２の固有音響インピーダンスは、３．３×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００７４】
表２に示すように、実装体Ｃの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．２Ω、１．０Ω、及び１．２Ωであった。また、実装体ＣのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ４．３Ω、１．６Ω、及び２．７Ωであった。また、実装体Ｃの異方性導電フィルムの反応率は７０％であった。また、実装体Ｃの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００７５】
＜実施例２＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｄを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｄを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が０．３μｍである微細酸化亜鉛（（ＺｎＯ）境化学工業社製）を３０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｄを作製した。ＺｎＯの固有音響インピーダンスは、３６．１×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００７６】
表２に示すように、実装体Ｄの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ１．２Ω、１．０Ω、及び０．２Ωであった。また、実装体ＤのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．３Ω、１．２Ω、及び１．１Ωであった。また、実装体Ｄの異方性導電フィルムの反応率は８３％であった。また、実装体Ｄの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００７７】
＜実施例３＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｅを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｅを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が１５０μｍであるマグネシウム粉末（（Ｍｇ）関東金属社製）を３０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｅを作製した。Ｍｇの固有音響インピーダンスは、１０．０×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００７８】
表２に示すように、実装体Ｅの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．４Ω、１．２Ω、及び１．２Ωであった。また、実装体ＥのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ３．１Ω、１．８Ω、及び１．３Ωであった。また、実装体Ｅの異方性導電フィルムの反応率は７３％であった。また、実装体Ｅの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００７９】
＜実施例４＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｆを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｆを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が６μｍであるニッケル金属粒子（Ｎｉ）を２０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｆを作製した。Ｎｉの固有音響インピーダンスは、４２．２×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００８０】
表２に示すように、実装体Ｆの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．３Ω、１．２Ω、及び１．１Ωであった。また、実装体ＦのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．９Ω、１．４Ω、及び１．５Ωであった。また、実装体Ｆの異方性導電フィルムの反応率は８０％であった。また、実装体Ｆの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００８１】
＜実施例５＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｇを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｇを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が６μｍであるニッケル金属粒子（Ｎｉ）を３０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｇを作製した。Ｎｉの固有音響インピーダンスは、４２．２×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００８２】
表２に示すように、実装体Ｇの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．２Ω、１．１Ω、及び１．１Ωであった。また、実装体ＧのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．８Ω、１．３Ω、及び１．５Ωであった。また、実装体Ｇの異方性導電フィルムの反応率は８７％であった。また、実装体Ｇの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００８３】
＜実施例６＞
前述の実装体の作製において、粒子を含有させた緩衝材Ｈを使用して超音波印加圧着を実施し、実装体Ｈを得た。未硬化液状シリコーンゴムに平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍであるニッケル金属粒子（Ｎｉ）を３０体積％秤量、混合し、四フッ化エチレン樹脂シートで挟み、厚さ３００μｍになるように成形した。その後、６０℃の温度にて２４時間硬化させた。硬化後、２ｃｍ×１０ｃｍの長さに切りだし、緩衝材Ｈを作製した。Ｎｉの固有音響インピーダンスは、４２．２×１０６Ｎ・ｓ／ｍ３である。
【００８４】
表２に示すように、実装体Ｈの初期の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．０Ω、１．０Ω、及び１．０Ωであった。また、実装体ＨのＴＨテスト後の接続抵抗のＭａｘ値、Ｍｉｎ値、及びＭａｘ値−Ｍｉｎ値は、それぞれ２．６Ω、１．２Ω、及び１．４Ωであった。また、実装体Ｈの異方性導電フィルムの反応率は９２％であった。また、実装体Ｈの作製の際、圧着ツールへのＡＣＦの付着は確認されなかった。
【００８５】
【表２】
2015135859.tif 000004
【００８６】
比較例１は、緩衝材を使用していないため、圧着ツールの平衡度に敏感となっており、接続抵抗のＭａｘ値とＭｉｎ値の差が大きかった。また、圧着ツールへのＡＣＦの付着も見られた。
【００８７】
比較例２は、緩衝材の固有音響インピーダンスが低いため、圧着ツール−緩衝材界面で超音波の反射が発生してしまい、超音波がＡＣＦへ到達せず、摩擦熱が発生しなかったため、反応不足による接続抵抗値の悪化が生じた。
【００８８】
一方、実施例１〜６は、超音波印加圧着時、圧着ツールの固有音響インピーダンスより小さく、被着体の固有音響インピーダンスより大きい固有音響インピーダンスを有する粒子を含有させた緩衝材を用いることにより、ＡＣＦへの超音波到達を妨げることなく、均一加圧することができ、また、圧着ツールへのＡＣＦの付着を防止することができた。
【００８９】
また、実施例２、４〜６は、粒子の固有音響インピーダンスが、圧着ツールの材質の固有音響インピーダンスの値の１０×１０６Ｎ・Ｓ／ｍ３以内であるため、超音波の減衰を抑制する効果を大きく、特に優れた接続信頼性及び反応率を得ることができた。
【符号の説明】
【００９０】
１１  第１の回路部材、１２  第２の回路部材、１３  異方性導電フィルム、２１  緩衝材、２２  圧着ツール
【図１】
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