(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性粒子が絶縁性樹脂中に分散されてなる異方性導電層に絶縁性接着層が積層されてなる異方性導電フィルムにおいて、その該絶縁性樹脂層の絶縁性樹脂組成物が溶融してバンプと電極との間から排除される際に、異方性導電層の絶縁性樹脂組成物が、溶融して導電性粒子と共に過度に排除されないようにする。【解決手段】少なくとも二つのバンプ群ＢＧを有する電子部品３０の当該バンプ群と、配線基板４０の電極４１とを異方性導電接続するための異方性導電フィルム１０は、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層１に絶縁性接着層２が積層され、該絶縁性接着層がバンプ側に配置されるように使用されるものであり、絶縁性接着層が、二つのバンプ群の間に配置されるように異方性導電層に積層されていることを特徴とする。【選択図】図４
2008288511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品の当該バンプ群と、配線基板の電極とを異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層に絶縁性接着層が積層されてなり、該絶縁性接着層がバンプ側に配置されるように使用される異方性導電フィルムにおいて、該絶縁性接着層が、二つのバンプ群の間に配置されるように異方性導電層に積層されていることを特徴とする異方性導電フィルム。
【請求項２】
少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法において、
請求項１記載の異方性導電フィルムを、その当該絶縁性接着層が二つのバンプ群の間に配置されるように該電子部品と該配線基板との間に挟持し、熱圧着することを特徴とする異方性導電接続方法。
【請求項３】
少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品の当該バンプが、請求項１記載の異方性導電フィルムを介して、配線基板の電極に、熱圧着により異方性導電接続されてなる接続構造体。
【請求項４】
電子部品がＩＣチップである請求項３記載の接続構造体。
【請求項５】
バンプを有する電子部品の当該バンプと、配線基板の電極とを異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層上に絶縁性接着部が形成されてなり、該絶縁性接着部がバンプ側に配置されるように使用される異方性導電フィルムにおいて、該絶縁性接着部の周囲のいずれかに、熱圧着の際に絶縁性接着部の溶融物を収容保持する空間が形成されていることを特徴とする異方性導電フィルム。
【請求項６】
バンプを有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法において、
請求項５記載の異方性導電フィルムを、その当該絶縁性接着層がバンプ側になるように該電子部品と該配線基板との間に挟持し、熱圧着することを特徴とする異方性導電接続方法。
【請求項７】
バンプを有する電子部品の当該バンプが、請求項５記載の異方性導電フィルムを介して、配線基板の電極に、熱圧着により異方性導電接続されてなる接続構造体。
【請求項８】
電子部品がＩＣチップである請求項７記載の接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電フィルム、異方性導電接続方法及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップを配線基板に実装する場合、ＩＣチップのバンプと配線基板の電極との間に、直径３．０〜４．０μｍ程度の導電性粒子が絶縁性樹脂中に分散されてなる異方性導電フィルムを挟み、熱圧着処理により異方性導電接続することが広く行われている。この場合、接続すべきバンプと電極との間に、バンプ一つあたりにある程度の数の導電性粒子（例えば、少なくとも５個の導電性粒子）が挟持されていることが、導通信頼性確保のために好ましいとされている。このことを模式的に表現すると、図１２に示すように、粒子捕捉数が５以上であると、導通信頼性が向上するのである。なお、図１２のデータは、エポキシ系樹脂組成物に導電性粒子（樹脂粒子のＮｉ／Ａｕ表面メッキ物）を分散させた一般的な異方性導電フィルムの粒子捕捉数と導通抵抗（８５℃−８５％ＲＨ；  熱圧着直後、５００時間経過後、１０００時間経過後）との関係を示したものである。図１２から、一つのバンプに５個以上の導電性粒子を捕捉することが好ましいことが解る。
【０００３】
しかし、熱圧着処理時には、溶融した絶縁性樹脂が接続すべきバンプと電極との間から排除されることになるが、その際に一部の導電性粒子も溶融した絶縁性樹脂と共に排除されてしまい、接続すべきバンプと電極との間に存在する導電性粒子の個数が、所期の導通信頼性を確保するに十分な数とならない場合（例えば、５個未満になる場合）があった。
【０００４】
このため、異方性導電層に絶縁性接着層を積層して、異方性導電フィルムを２層構造とすることが提案されている（特許文献１）。この２層構造の異方性導電フィルムによれば、その絶縁性接着剤層をバンプ側に配置して熱圧着するので、接続すべきバンプと電極との間から排除される大部分は絶縁性樹脂層となるので、その間から排除されてしまう導電性粒子の数を抑制することができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３０８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、配線回路の実装密度の上昇に伴って電子部品のバンプ表面積もファイン化しているため、特許文献１のように異方性導電フィルムを２層構造としたとしても、溶融した絶縁性樹脂層がバンプと電極との間から排除される際に、異方性導電層の一部を導電性粒子と共に排除してしまい、導通信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上説明した従来技術の問題点を解決しようとするものであり、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層に絶縁性接着層が積層されてなる２層型の異方性導電フィルムを用いて電子部品のバンプと配線基板の電極とを熱圧着により異方性導電接続する際に、バンプと電極との間に十分な導通信頼性を確保するために必要な導電性粒子を確保できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、(i)導電性粒子が絶縁性樹脂組成物に分散してなる異方性導電層がバンプと電極との間で熱圧着される場合に、導電性粒子を含有する溶融した絶縁性樹脂組成物がバンプと電極との間から過度に排除されないように、接続すべきバンプの周囲にダムとなるような絶縁性接着剤層を異方性導電層上に設けることにより、あるいは(ii)溶融した絶縁性接着部が排除される場合に、異方性導電層の絶縁性樹脂組成物が導電性粒子と共に過度に排除されないように、絶縁性接着部の周囲の少なくとも一部にその溶融物を収容保持する空間を設けることにより、上述の本発明の目的が達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品の当該バンプ群と、配線基板の電極とを異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層に絶縁性接着層が積層されてなり、該絶縁性接着層がバンプ側に配置されるように使用される異方性導電フィルムにおいて、該絶縁性接着層が、二つのバンプ群の間に配置されるように異方性導電層に積層されていることを特徴とする異方性導電フィルムを提供する（以下、第１の異方性導電フィルムと称する場合がある）。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法において、第１の異方性導電フィルムを、その当該絶縁性接着層が二つのバンプ群の間に配置されるように該電子部品と該配線基板との間に挟持し、熱圧着することを特徴とする異方性導電接続方法を提供する。
【００１１】
更に、本発明は、少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品の当該バンプが、第１の異方性導電フィルムを介して、配線基板の電極に、熱圧着により異方性導電接続されてなる接続構造体を提供する。
【００１２】
また、本発明は、バンプを有する電子部品の当該バンプと、配線基板の電極とを異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層上に絶縁性接着部が形成されてなり、該絶縁性接着部がバンプ側に配置されるように使用される異方性導電フィルムにおいて、該絶縁性接着部の周囲のいずれかに、熱圧着の際に絶縁性接着部の溶融物を収容保持する空間が形成されていることを特徴とする異方性導電フィルムを提供する（以下、第２の異方性導電フィルムと称する場合がある）。
【００１３】
更に、本発明は、バンプを有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法において、第２の異方性導電フィルムを、その当該絶縁性接着層がバンプ側になるように該電子部品と該配線基板との間に挟持し、熱圧着することを特徴とする異方性導電接続方法を提供する。
【００１４】
更にまた、本発明は、バンプを有する電子部品の当該バンプが、第２の異方性導電フィルムを介して、配線基板の電極に、熱圧着により異方性導電接続されてなる接続構造体を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の異方性導電フィルムは、二つの態様に分けることができる。一方は、バンプと電極との間に絶縁性接着層が存在せず、異方性導電層を直接に熱圧着する態様（第１の異方性導電フィルム）であり、他方は、絶縁性接着層と共に異方性導電層を熱圧着する態様（第２の異方性導電フィルム）である。
【００１６】
第１の異方性導電フィルムの場合、溶融した絶縁性樹脂組成物がバンプと電極との間から過度に排除されないように、接続すべきバンプの周囲にダムとなるような絶縁性接着剤層が異方性導電層上に設けられている。従って、熱圧着処理した場合には、異方性導電層の絶縁性樹脂組成物の溶融物が周囲の絶縁性接着剤層で堰き止められるので、バンプと電極との間の導電性粒子数を減少させないようにすることができる。その結果、高い導通信頼性を確保することができる。
【００１７】
第２異方性導電フィルムの場合、溶融した絶縁性接着部が異方性導電層に先んじて排除されることになるが、絶縁性接着部の排除に伴って異方性導電層が排除されないように、絶縁性接着部の周囲の少なくとも一部にその溶融物を収容保持する空間を設けてある。従って、熱圧着処理した場合には、絶縁性接着部の溶融物がその空間に収容保持され、それ以上流れ出ないので、結果的に異方性導電層の絶縁性樹脂組成物の溶融物がその周囲の絶縁性接着部で堰き止められ、バンプと電極との間の導電性粒子数を減少させないようにすることができる。その結果、高い導通信頼性を確保することができる。また、第１の異方性導電フィルムに比べて位置合わせ操作が軽減されるメリットを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図面を参照しつつ、まず第１の異方性導電フィルムについて説明する。
【００１９】
（第１の異方性導電フィルム）
図１は、本発明の第１の異方性導電フィルム１０の断面図であり、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層１上に絶縁性接着層２が積層されてなるものである。図２の様に、異方性導電層１上に、複数の絶縁性接着層２が積層されていてもよい。この第１の異方性導電フィルム１０は、少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品の当該バンプ群と、配線基板の電極とを熱圧着により異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、該絶縁性接着層がバンプ側に配置されるように使用されるものである。そして、絶縁性接着層２が、二つのバンプ群の間に配置されるように異方性導電層１に積層されていることを特徴とする。
【００２０】
異方性導電層１を構成する導電性粒子としては、従来の異方性導電フィルムにおいて用いられている導電性粒子を使用することができ、例えば、ニッケル粒子等の金属粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子の周囲をニッケル等で金属メッキした金属被覆樹脂粒子、これらの表面を絶縁薄膜で被覆したものを使用することができる。これらの導電性粒子の直径としては、通常、３．０〜４．０μｍである。
【００２１】
異方性導電層１を構成する絶縁性樹脂組成物としては、従来の異方性導電フィルムにおいて用いられている絶縁性樹脂組成物を使用することができ、例えば、成膜成分としてフェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂と、エポキシ化合物、多官能アクリレート化合物等の熱硬化成分、イミダゾール系化合物、ポリアミン化合物等の硬化剤、単官能アクリレート等の希釈剤、シランカップリング剤、溶媒等から構成される絶縁性樹脂組成物を使用することができる。
【００２２】
異方性導電層１の層厚としては、通常、３．０〜１５．０μｍである。
【００２３】
一方、絶縁性接着層２も、従来の２層型の異方性導電フィルムにおいて用いられている絶縁性接着層と同様の材料から形成することができ、例えば、エポキシ系接着剤を使用することができ、また、異方性導電層１を構成する絶縁性樹脂組成物を使用することもできる。また、絶縁性接着層２の層厚としては、通常、３．０〜１５．０μｍである。
【００２４】
第１の異方性導電フィルムは、導電性粒子が分散した絶縁性樹脂組成物を剥離シート上にロールコータ等で塗布し、乾燥して異方性導電層１とし、その上に、第１の異方性導電フィルムの適用対象である電子部品のライン状の二つのバンプ群間の幅と位置に対応するように常法に従って絶縁性接着層を形成することにより製造することができる。また、予めそれぞれフィルム化しておき、所定の位置関係となるように両者を積層することでも製造することができる。この場合、絶縁性樹脂接着層とバンプとの距離は、絶縁性樹脂接着層の厚み等により異なるが、熱圧着前の横方向で、通常０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである。
【００２５】
なお、第１の異方性導電フィルムが適用される“少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品”としては、例えば、バンプ形成面から見て、図３に示す様に、ライン状に配列した二つのバンプ群ＢＧが存在するＩＣチップ等の電子部品が挙げられる。川の字型に三つのライン状のバンプ群が形成されていてもよい。また、４つのライン状バンプ群が四角を構成するように配列されていてもよい。また、バンプ群の外観は、ライン状でなくてもよく、例えば波型でもよい。更に、本発明におけるバンプ群には、ライン状の微少バンプ群が複数集合して、全体としては楕円状や円状、あるいは異型状を呈するバンプ群も含まれる。
【００２６】
なお、各バンプ群を構成するバンプの個数は通常は複数個であるが、１個でもよい。また、一つのバンプの表面積としては、通常１２５０〜３０００μｍ２、好ましくは約２２５０〜２７５０μｍ２である。
【００２７】
上述の電子部品と接続されるべき配線基板としては、銅電極やアルミ電極あるいはＩＴＯ電極等の電極が常法により形成されたガラス基板、フレキシブル基板、ガラスエポキシ基板等を挙げることができる。
【００２８】
次に、第１の異方性導電フィルムを用いて少なくとも二つのバンプ群を有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法を以下に説明する。
【００２９】
図４に示す様に、定盤２０上に、電子部品３０のバンプＢＧに対応した電極４１が形成された配線基板４０を載置し、その上に第１の異方性導電フィルム１０を、その当該絶縁性接着層２が、電子部品３０の二つのバンプ群ＢＧの間に配置されるように、電子部品３０と配線基板４０との間に挟持する。
【００３０】
次に、図５に示すように、電子部品３０の上から、加熱加圧ツールＦで熱圧着する。これにより図６に示す接続構造体が得られる。ここで、加熱加圧ツールＦとしては、従来の異方性導電フィルムの熱圧着処理の際に用いられている加熱加圧ツールを適宜使用することができる。また、その熱圧着時の加熱加圧条件としては、通常、温度１８０〜２２０℃、圧力４０〜６０Ｐａである。
【００３１】
こうして得られる図６の接続構造体は、少なくとも二つのバンプ群ＢＧを有する電子部品３０の当該バンプ群ＢＧが、第１の異方性導電フィルム１０を介して、配線基板４０の電極４１に、熱圧着により異方性導電接続されてなるものである。
【００３２】
（第２の異方性導電フィルム）
次に、第２の異方性導電フィルム１００について説明する。図７は、本発明の第２の異方性導電フィルムの断面図であり、導電性粒子が絶縁性樹脂組成物中に分散されてなる異方性導電層１０１上に絶縁性接着部１０２が形成されてなるものである。この第２の異方性導電フィルム１００は、バンプを有する電子部品の当該バンプと、配線基板の電極とを熱圧着により異方性導電接続するための異方性導電フィルムであって、絶縁性接着部１０２がバンプ側に配置されるように使用されるものである。そして、絶縁性接着部１０２の周囲のいずれかに、熱圧着の際に絶縁性接着部１０２の溶融物を収容保持する空間ＳＰが形成されていることを特徴とする。この場合、図７のように、絶縁性接着部１０２がドット状に独立していてもよく、図８に示す様に、絶縁性接着部１０２の底部が互いに連絡していてもよい。
【００３３】
第２の異方性導電フィルム１００における異方性導電層１０１を構成する導電性粒子や絶縁性樹脂組成物及び絶縁性接着層については、第１の異方性導電フィルムにおいて説明した通りである。
【００３４】
第２の異方性導電フィルムは、導電性粒子が分散した絶縁性樹脂組成物を剥離シート上にロールコータ等で塗布し、乾燥して異方性導電層１０１とし、その上に、第２の異方性導電フィルムの適用対象である電子部品のバンプに対応するように常法に従って絶縁性接着部１０２を、熱圧着の際に絶縁性接着部１０２の溶融物を収容保持する空間ＳＰが形成されるようにする。
【００３５】
なお、第２の異方性導電フィルムが適用される“バンプを有する電子部品”としては、例えば、バンプ付きＩＣチップ等の電子部品が挙げられる。第１の異方性導電フィルムが適用される電子部品も使用できることは言うまでもない。また、上述の電子部品と接続されるべき配線基板としても、第１の異方性導電フィルムが適用される配線基板を使用することができる。
【００３６】
次に、第２の異方性導電フィルムを用いてバンプを有する電子部品と、配線基板の電極とを異方性導電接続する方法を以下に説明する。
【００３７】
図９に示す様に、定盤２０上に、電子部品３０のバンプＢに対応した電極４１が形成された配線基板４０を載置し、その上に第２の異方性導電フィルム１００を、その当該絶縁性接着部１０２が、電子部品３０のバンプＢ側に配置されるように、電子部品３０の配線基板４０との間に挟持される。
【００３８】
次に、図１０に示すように、電子部品３０の上から、加熱加圧ツールＦで熱圧着する。これにより図１１に示す接続構造体が得られる。
【００３９】
こうして得られる図１１の接続構造体は、バンプを有する電子部品３０の当該バンプＢが、第２の異方性導電フィルム１００を介して、配線基板４０の電極４１に、熱圧着により異方性導電接続されてなるものである。
【００４０】
以上説明した２層型の本発明の第１、第２の異方性導電フィルムは、バンプを有する電子部品と配線回路を接続する際に、バンプ上に捕捉される導電性粒子数を減少させることなく、導通信頼性の高い異方性導電接続が可能となる。
【実施例】
【００４１】
実施例１
表１の成分の混合物（５５％トルエン溶液）を、剥離処理したポリエステルフィルム上に、乾燥厚が１２μｍとなるように塗工し、８０℃のオーブン中で乾燥し、幅１１５ｍｍの異方性導電層フィルムを形成した。それとは別に表１の組成から導電性粒子を除いた混合物（５０％トルエン溶液）を乾燥厚が１０μｍとなるように塗工し、８０℃のオーブン中で乾燥し、幅１１５ｍｍの絶縁性接着層フィルムを形成した。
【００４２】
得られた異方性導電層フィルムを４．０ｍｍ幅にスリットし、他方、絶縁性接着層フィルムを１．０ｍｍ幅にスリットし、絶縁性接着層フィルムを異方性導電層フィルムの所定位置に貼り合わせることにより異方性導電フィルムを作成した。
【００４３】
【表１】
2008288511.tif 000003
【００４４】
比較例１
絶縁性接着層を異方性導電層の全面に形成すること以外、実施例１を繰り返すことにより、従来の２層型の異方性導電フィルムを作成した。
【００４５】
（評価）
実施例１及び比較例１の異方性導電フィルムを用いて、表２に示す一個当たりのバンプ面積を有するＩＣチップ（２列のバンプ群を有し、バンプ群間距離は１．３ｍｍである）と、フレキシブル配線基板とを表２の異方性導電接続条件で熱圧着した。熱圧着後に一個あたりのバンプに捕捉されている平均導電性粒子数をカウントし、得られた結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
2008288511.tif 000004
【００４７】
表２から解る様に、本発明の異方性導電フィルムの場合、対応する従来の異方性導電フィルムに比べ、実験した３種類の熱圧着条件では、粒子捕捉改善率がいずれも大きく改善されていた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の異方性導電フィルムを用いて、電子部品のバンプと配線基板の電極とを熱圧着した場合、バンプと電極との間の導電性粒子数を減少させないように異方性導電接続することができる。よって、高い導通信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の異方性導電フィルムの断面図である。
【図２】本発明の第１の異方性導電フィルムの別の態様の断面図である。
【図３】本発明の異方性導電フィルムが適用すべき電子部品のバンプ群面の平面図である。
【図４】本発明の第１の異方性導電フィルムの製造方法の説明図である。
【図５】本発明の第１の異方性導電フィルムの製造方法の説明図である。
【図６】本発明の第１の異方性導電フィルムを用いた接続構造体の断面図である。
【図７】本発明の第２の異方性導電フィルムの断面図である。
【図８】本発明の第２の異方性導電フィルムの別の態様の断面図である。
【図９】本発明の第２の異方性導電フィルムの製造方法の説明図である。
【図１０】本発明の第２の異方性導電フィルムの製造方法の説明図である。
【図１１】本発明の第２の異方性導電フィルムを用いた接続構造体の断面図である。
【図１２】バンプにおける粒子捕捉数と導通抵抗との関係図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１０１  異方性導電層
２  絶縁性接着層
１０  第１の異方性導電フィルム
ＢＧ  バンプ群
Ｂ  バンプ
２０  定盤
３０  電子部品
４０  配線基板
４１  電極
１００  第２の異方性導電フィルム
１０２  絶縁性接着部
【図１】
2008288511.tif 000005
【図２】
2008288511.tif 000006
【図３】
2008288511.tif 000007
【図４】
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【図５】
2008288511.tif 000009
【図６】
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【図７】
2008288511.tif 000011
【図８】
2008288511.tif 000012
【図９】
2008288511.tif 000013
【図１０】
2008288511.tif 000014
【図１１】
2008288511.tif 000015
【図１２】
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