(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁性接着剤よりなる非導電性接着層と、
前記非導電性接着層の一面に積層され、前記第１絶縁性接着剤に比べて相対的に速い硬化速度を有する第２絶縁性接着剤を基材にして導電粒子が分散した導電性接着層と、
前記導電性接着層と接触する前記非導電性接着層の反対面に取り付けられた離型フィルムと、を含み、
前記第１絶縁性接着剤は、熱硬化性樹脂であり、
前記第２絶縁性接着剤は、熱可塑性樹脂であり、
前記導電性粒子は、金、銀、鉄、銅、ニッケル及びこれらの混合物からなる群より選択されたいずれか１つである、
ことを特徴とする多層異方性導電フィルム。
【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（ＡＣＦ；Ａｎｉｓｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）に関し、より詳しくは、相互対向する電極を有する被接続部材を接続するために硬化速度の相異なる絶縁層を備えた多層異方性導電フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、異方性導電フィルムは、被接続部材の材質が特殊であるか信号配線のピッチが細密であるため、部材と部材とをはんだ付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）方式で取り付けられない場合に使う接続材料である。
このような異方性導電フィルムは、代表的にＬＣＤパネル、印刷回路基板（ＰＣＢ）、ドライバーＩＣ回路などをパッケージングする接続材料として使われる。
一例として、ＬＣＤモジュールにはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）パターンを駆動させるために多数のドライバーＩＣが実装される。ドライバーＩＣを実装する方式は大別して、別途の構造物なくＬＣＤパネルのゲート領域及びデータ領域に実装する方式であるＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）マウント方式、ドライバーＩＣを搭載したＴＣＰ（Ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ）を介してＬＣＤパネルのゲート領域及びデータ領域に間接的にドライバーＩＣを実装する方式であるＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）マウント方式に分けられる。
ところが、ドライバーＩＣ素子側の電極とＬＣＤパネル側の電極とは微小なピッチ間隔で形成されているため、いずれの実装方式を採用しても、はんだ付けなどの手段を使うことが困難である。これゆえに、ドライバーＩＣ側の電極とパネル側の電極とを電気的に接続する工程においては、異方性導電フィルムが主に使われる。
【０００３】
図１を参照すれば、従来技術による異方性導電フィルム３０は絶縁性接着剤４０に導電粒子５０を分散させたものであって、被接続部材１０、２０の間に介在されて熱圧着される。これにより、図２に示されたように、導電粒子５０が対向する電極１１、２１の間に介在され、該電極１１、２１が電気的に相互繋がれて隣接する電極の間には絶縁性が保持される。すなわち、異方性導電フィルム３０によってｘ−ｙ平面上には絶縁性が保持され、ｚ軸方向には導電性が保持される。
微細ピッチで形成された電極を備えた被接続部材を接続させるにあたって、接続信頼性を改善させるための一方法として多層構造の異方性導電フィルムが使われる。多層構造の異方性導電フィルムは導電粒子が含有された導電性接着層と絶縁性接着剤層とで構成される。このとき、導電粒子が含有された層が絶縁性接着剤層より高粘度であるか、または、導電粒子が含有された層の溶融点を低める方法が使われる。
しかし、上記の方法は、硬化速度が遅くて被接続対象（例えば、ＩＣチップ）が熱によって損傷されるか、工程時間が延びるとの問題点があった。
このような問題点を改善するために、向上した硬化速度を有した異方性導電フィルムがある。このような異方性導電フィルムの場合、工程時間が短縮される長所はあるが、速い硬化速度のため導電性粒子が被接続対象の微細電極によって十分に押される前に樹脂が硬化し、接続状態が不良であるとの問題点があった。
【特許文献１】特開平８−１０２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたものであり、微細電極を備えた被接続部材の接続において、向上した硬化速度を有することで被接続部材が熱によって損傷されることを防止すると同時に、接続信頼性を向上できる多層異方性導電フィルムを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を果たすための本発明による多層異方性導電フィルムは、第１絶縁性接着剤よりなる非導電性接着層と、非導電性接着層の一面に積層され、第１絶縁性接着剤に比べて相対的に速い硬化速度を有する第２絶縁性接着剤を基材にして導電粒子が分散した導電性接着層と、導電性接着層と接触する非導電性接着層の反対面に取り付けられた離型フィルムを含む。
望ましくは、前記第１絶縁性接着剤は熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ  ｒｅｓｉｎ）であり、前記第２絶縁性接着剤は熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｒｅｓｉｎ）である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、硬化速度の異なる樹脂層を用いて多層異方性導電フィルムを備えることで、相対的に硬化速度の遅い樹脂層の硬化が完了する間、被接続部材の電極の間に介在された導電粒子を效果的に十分に押圧できる。
また、相対的に硬化速度の速い樹脂層が含まれ、電極が熱によって損傷されることを防止すると同時に工程時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らが発明をもっとも最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想をすべて代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらを代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【０００８】
図３は、本発明の望ましい実施例による多層異方性導電フィルムの構成を概略的に示した断面図である。
図３を参照すれば、本発明による多層異方性導電フィルムは、非導電性接着層１００、導電性接着層２００及び離型フィルム３００を含む。
前記非導電性接着層１００は、導電性のない第１絶縁性接着剤１１０よりなって、被接続部材（図示せず）の間を堅固に接着固定させる。また、非導電性接着層１００は多層異方性導電フィルムのｘ−ｙ平面上に絶縁性を保持させる機能を主に担う。
非導電性接着層１００は、第１絶縁性接着剤１１０及びこれを硬化させる硬化剤（図示せず）を含む。ここで、第１絶縁性接着剤１１０は熱硬化性樹脂であることが望ましい。熱硬化性樹脂は、分子量１０００以下の樹脂状物質に熱を加えるか、硬化剤を添加して硬化させたものである。
【０００９】
例えば、熱硬化性樹脂としては、高分子量エポキシ樹脂または液状エポキシ樹脂を採用できる。エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ  ｒｅｓｉｎ）は耐熱性、電気絶縁性にすぐれ、これと混合する硬化剤によって物性が大きく変わる。具体的に、エポキシ樹脂は接着性を生かして電気電子部品の接着剤として多く用いられる。しかし、本発明はこのような材質に限定されるものではなく、本発明の目的内で多様な変形例が採用できる。例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂（Ｍｅｌａｍｉｎ  ｒｅｓｉｎ）などが使用できる。
前記第１絶縁性接着剤１１０よりなる非導電性接着層１００の厚さは１０ないし３０μｍが望ましい。
前記導電性接着層２００は、第２絶縁性接着剤２１０と、これを硬化させる硬化剤（図示せず）及び前記第２絶縁性接着剤２１０に分散した導電粒子２２０とを含む。このとき、第２絶縁性接着剤２００は前記第１絶縁性接着剤１００に比べて相対的に速い硬化速度を有する。
前記第２絶縁性接着剤２００は、ｘ−ｙ平面上で隣接する導電粒子２２０を相互離隔させる作用をする。したがって、微細な配線を有する基板において隣接する導電粒子２２０が相互接触してｘ−ｙ平面上の導通が生じることを防止する。ここで、第２絶縁性接着剤２１０は熱可塑性樹脂、例えば、アクリル樹脂であることが望ましい。しかし、本発明はこのような材質に限定されるものではなく、本発明の目的内で多様な変形例が採用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレンまたはこれらが混合されたポリマー樹脂などが使用できる。
熱可塑性樹脂は、加熱すれば軟化されて可塑性を呈するため多様な形状に成形が可能である。したがって、被接続部材の接触工程時、導電粒子が電極の間に介在され押圧されるのに望ましい。本実施例においては、第２絶縁性接着剤２１０としてアクリル樹脂を使う。アクリル樹脂は熱可塑性樹脂の一種類として、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂に比べて硬化速度が速い。すなわち、エポキシ樹脂よりなった前記非導電性接着層１００より、アクリル樹脂よりなった前記導電性接着層２００が早く硬化される。よって、被接続部材の圧着工程時加えられる熱が、硬化速度の遅い非導電性接着層１００から硬化速度の速い導電性接着層２００へ伝達され、導電性接着層２００内に導電粒子２２０が十分に押圧された後、非導電性接着層１００の硬化が完了する。
前記導電粒子２２０は、第２絶縁性接着剤２１０、すなわち、アクリル樹脂内に分散して、被接続部材の電極を電気的に連結する。このために、導電粒子２２０は金、銀、銅、鉄、ニッケルまたはこれらの化合物の中から選択されたいずれか１つ以上の金属からなる。微細ピッチの電極を接触させるため、導電粒子２２０の直径は１ないし１５μｍが望ましい。しかし、本発明はこのような数値に限定されるものではなく、被接続部材の特性によって多様に変更できる。
前記第２絶縁性接着剤２１０よりなる導電性接着層２００の厚さは、５ないし２５μｍであることが望ましい。
前記離型フィルム３００は、前記導電性接着層２００と接触する前記非導電性接着層１００の反対面に取り付けられる。離型フィルム３００は、異方性導電フィルムが接続部材として使われる前の保管状態を安定的に保持するためのフィルムである。一般に、離型処理されたＰＥＴフィルムを使う。
一方、本発明のさらに具体的な実験例を説明することで本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本発明は下記の実験例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で多様な形態の実施例が具現できる。
【００１０】
［実施例］
図４に示されたように、エポキシ樹脂とイミダゾール誘導体エポキシ化合物とでなった潜在性硬化剤よりなった非導電性接着層１００を１２μｍの厚さに作製し、アクリル樹脂２１０とペロキサイド硬化剤とを基材にして導電粒子２２０が分散した導電性接着層２００を１３μｍの厚さに作製した。そして、非導電性接着層１００及び導電性接着層２００をゴムロールを用いて圧延し、２つの層が積層された多層異方性導電フィルム１を作製した。その後、前記多層異方性導電フィルム１を被接続部材４００、５００の間に介在させ、１８０℃で３ＭＰａの圧力を加えて７秒間圧着した。
【００１１】
［比較例］
図５に示されたように、ラジカル硬化樹脂６１０を基材にして導電粒子６２０が分散した単層異方性導電フィルム２を２５μｍの厚さに作製した。そして、単層異方性導電フィルム２を被接続部材４００、５００の間に介在させ、１８０℃で３ＭＰａの圧力を加えて７秒間圧着した。
前記実験例によって製造されたそれぞれのサンプルに対し、導電性粒子の押圧状態及び接続信頼性を測定した。
１．導電性粒子の押圧状態
被接続部材４００、５００の間に多層または単層異方性導電フィルム１、２を介在させて圧着したサンプルを３００ないし１０００倍の光学顕微鏡を用いて各バンプに残留する導電粒子２２０、６２０の押圧特性を肉眼観察した。
２．接続信頼性
多層または単層異方性導電フィルム１、２で接着された被接続部材４００、５００の電極４１０、５１０間接続抵抗をマルチメータ（ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。このとき、接続抵抗が１Ω以下であれば、「接続状態良好」、それ以上であれば「接続状態不良」と判断した。
【００１２】
下記の表１は前記実験例によって観察された導電性粒子の押圧状態及び被接続部材の電極間接続抵抗についての判定結果である。
【００１３】
【表１】
0004513024.tif 000002
【００１４】
表１を参照すれば、実施例の場合、硬化速度の異なる２種類の樹脂よりなる層を用いることで、熱圧着時、硬化速度が相対的に遅い樹脂層から硬化速度が相対的に速い樹脂層へ熱が伝達され、硬化速度が遅い樹脂層の硬化が完了する以前に被接続部材の電極の間に介在された導電粒子が十分に押圧された（図４のｃ参照）。これによって電極間接続抵抗も小さかった。
一方、比較例の場合、硬化速度の速い樹脂層だけが形成された場合、被接続部材の電極の間に介在された導電粒子が加圧される前に、樹脂層の硬化がすでに完了して電極と導電粒子間に間隙が生じ（図５のｃ参照）、これにより接続抵抗が大きかった。
したがって、硬化速度の速い樹脂層だけよりなった異方性導電フィルムより硬化速度の相異なる樹脂層よりなった多層異方性導電フィルムが、導電粒子の押圧状態を改善させるのに效果的であることが分かる。
以上のように、本発明は限定された実施例及び図面によって説明されたが、本発明は、これによって限定されず、当業者によって本発明の技術的思想及び特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】一般の異方性導電フィルムが被接続部材の間に介在された様子を示した断面図である。
【図２】一般の異方性導電フィルムを用いて被接続部材を接続させる様子を示した断面図である。
【図３】本発明の望ましい実施例に係る多層異方性導電フィルムを示した断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る多層異方性導電フィルムを用いて被接続部材を接続させる様子を示した断面図である。
【図５】従来技術に係る単層異方性導電フィルムを用いて被接続部材を接続させる様子を示した断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１００    非導電性接着層
１１０    第１絶縁性接着剤
２００    導電性接着層
２１０    第２絶縁性接着剤
２２０    導電粒子
３００    離型フィルム
【図１】
0004513024.tif 000003
【図２】
0004513024.tif 000004
【図３】
0004513024.tif 000005
【図４】
0004513024.tif 000006
【図５】
0004513024.tif 000007