(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の還元剤ではんだ粒子の第１の酸化膜を除去するステップと、
前記はんだ粒子、ギャッパー、及び接着樹脂を混合して、異方性導電接着剤を製造するステップと、を含み、
前記第１の酸化膜を除去するステップと前記異方性導電接着剤を製造するステップとの間に、
前記第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子を溶剤に投入するステップと、
前記投入されたはんだ粒子に前記第１の酸化膜よりも酸素濃度が低い第２の酸化膜を形成するステップと、をさらに含む
ことを特徴とするギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項２】
前記ギャッパーは、ポリマービード、ポリマー粒子、無機粒子、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含む
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項３】
前記ポリマービードは、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンイミン、ポリプロピレン、及びポリイソブチレンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含む
請求項２に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項４】
前記ポリマー粒子は、テフロン（登録商標）またはポリエチレンを含む
請求項２に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項５】
前記無機粒子は、アルミナ、シリカ、ガラス、及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含む
請求項２に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項６】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記ギャッパーは、前記接着樹脂の体積に対して、２〜６０ｖｏｌ％で混合される
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項７】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記はんだ粒子と前記第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜９５重量ｐｐｍの前記第２の酸化膜が形成される
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項８】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子と前記溶剤が攪拌される
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項９】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子の投入された前記溶剤に超音波を照射する
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子の投入された前記溶剤がオーブンに装入されて放置される
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項１１】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記はんだ粒子、前記ギャッパー、及び前記接着樹脂に第２の還元剤がさらに混合される
請求項１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項１２】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記第２の還元剤は、前記はんだ粒子の重量に対して、０超え２ｗｔ％未満で混合される
請求項１１に記載のギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法。
【請求項１３】
第１の還元剤ではんだ粒子の第１の酸化膜を除去するステップと、
前記はんだ粒子、ギャッパー、及び接着樹脂を混合して、異方性導電接着剤を製造するステップと、
前記異方性導電接着剤を、上部端子を有する上部基板と下部端子を有する下部基板との間に位置させるステップと、
前記上下の基板が仮付け溶接されるように、前記上部基板を１次熱圧着するステップと、
前記はんだ粒子を溶融させ、前記接着樹脂を硬化させて前記上下の基板が接合されるように、前記上部基板を２次熱圧着するステップと、を含み、
前記第１の酸化膜を除去するステップと前記異方性導電接着剤を製造するステップとの間に、
前記第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子を溶剤に投入するステップと、
前記投入されたはんだ粒子に前記第１の酸化膜よりも酸素濃度が低い第２の酸化膜を形成するステップと、をさらに含み、
前記２次熱圧着するステップにおいて、前記上部基板が熱圧着され、前記上下の端子の間に位置する前記ギャッパーにより前記上下の端子間の距離が保たれる
ことを特徴とするギャッパーを用いる部品の実装方法。
【請求項１４】
前記２次熱圧着するステップにおいて、前記ギャッパーは、前記溶融されたはんだ粒子が前記上下の端子間の領域から外れることを防止する
請求項１３に記載のギャッパーを用いる部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電接着剤の製造方法及び異方性導電接着剤を用いた部品の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ業界においては、部品の小型化、部品の値下げ、部品性能の向上のための多大な努力が注がれている。これと関連して、異方性導電接着剤で駆動チップを下部基板と接合する工程（駆動チップの基板を下部基板に実装する工程）の重要性が高まりつつある。
【０００３】
一般に、異方性導電接着剤は、接着樹脂及び前記接着樹脂内に分散された導電粒子から構成される。前記導電粒子としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、カーボン（Ｃ）、金属コーティングされたポリマーボール、絶縁コーティングされた金属球などの物質が用いられる。
【０００４】
例えば、絶縁コーティングされた金属球と接着樹脂から構成された異方性導電接着剤で駆動チップと下部基板とを接合する場合、その接合により下部基板上のパターンと駆動チップが電気的に接続される。このように、異方性導電接着剤による接合が行われる場合、パターンと駆動チップとの距離が短いことから、接合された部品の電気的な特性に優れている。なお、駆動チップを下部基板の上に実装するために必要とされる実装面積が最小限に留められる。
【０００５】
異方性導電接着剤を用いて、駆動チップと下部基板とを接合する工程は、一般に、次のようにして行われる。
【０００６】
先ず、下部基板が搬入（ｌｏａｄｉｎｇ）される。下部基板の搬入の際に生じる搬入エラー（ｌｏａｄｉｎｇ  ｅｒｒｏｒ）は、ビジョン（ｖｉｓｉｏｎ）により測定されてもよく、あるいは、次の工程において補正されてもよい。
【０００７】
次いで、異方性導電接着剤が下部基板の上面に位置させられる。異方性導電接着剤がペースト状である場合、下部基板の上面に塗布される。異方性導電接着剤がフィルム状である場合、下部基板の上面に粘着される。
【０００８】
次いで、プレボンディング（ｐｒｅ−ｂｏｎｄｉｎｇ）が行われる。駆動チップが異方性導電接着剤の上面に搬入されて、駆動チップと下部基板とが位置合わせされる。そして、駆動チップに６０〜９０℃の熱と０．３〜１ＭＰａの微小な圧力が約３〜５秒間加えられてもよい。駆動チップに加えられた熱と微小圧力は、異方性導電接着剤に伝達され、異方性導電接着剤を介して駆動チップと下部基板とが仮付け溶接される。
【０００９】
次いで、ボンディング（ｂｏｎｄｉｎｇ）が行われる。駆動チップに１５０〜２００℃の熱と３０〜１００ＭＰａの圧力が約１０秒間加えられてもよい。駆動チップに加えられた圧力と熱が異方性導電接着剤に伝達されて、駆動チップと下部基板との距離は短くなり、接着樹脂は硬化される。これに伴い、異方性導電接着剤を介して駆動チップと下部基板とが接合される。
【００１０】
このような従来の異方性導電接着剤を用いた従来の部品の実装工程（部品の接合工程）によれば、部品の実装が完了したとき、上部基板（例えば、前記駆動チップの基板）の上部端子と下部基板の下部端子との間に異方性導電接着剤の導電粒子が位置することになる。導電粒子により上部端子と下部端子とは電気的に接続される。
【００１１】
しかしながら、導電粒子は、一つの接合体ではなく、多数の粒子であるため、異方性導電接着剤が上下の基板の間に位置したとき、一部の下部端子の表面には導電粒子が存在しないことがある。この場合、ボンディング工程において、導電粒子を挟んで電気的に接続される上下の端子とは異なり、ｉ）表面に導電粒子が存在しない一部の下部端子とそれに対応する上部端子は、電気的に開放（ｏｐｅｎ）されることがある。また、ｉｉ）たとえ上下の端子の電気的な接続が行われたとしても、その電気的な接続は、上下の端子に単に機械的に接触している導電粒子により行われる。前記のｉ）及びｉｉ）により、異方性導電接着剤の導電性がよくないため、その接触抵抗が不安定になる。異方性導電接着剤の接触抵抗が不安定になると、接合された部品の性能が低下する。
【００１２】
また、ボンディング工程において、たとえ接着樹脂の硬化により上下の基板が接合されたとしても、前記上下の基板は、強固な接合体無しに接着樹脂のみによって接合される。この場合、異方性導電接着剤の接合強度が低いため、どちらか一方の基板が剥離される虞がある。
【００１３】
一方、ボンディング工程において、接合厚さ（接合された上下の基板の上下の端子間の距離）は、上部基板に加えられる圧力に応じて異なる。上部基板に大きな圧力が加えられれば、接合厚さが薄く、上部基板に小さな圧力が加えられれば、接合厚さが厚い。しかしながら、たとえ上部基板に加えられる圧力が調節できたとしても、実質的に接合厚さを精度よく調節することは決して容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０１４９７２１号公報（１９９８年６月９日付け登録）
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２００９−００５２３００号公報（２００９年５月２５日付け登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記のような課題を解決するために、本発明は、ギャッパーを含む異方性導電接着剤を製造し、部品の実装工程においてギャッパーで接合厚さを調節することを目的とする。これとともに、本発明は、ギャッパーで溶融はんだと接着樹脂が上下の基板の間から漏れ出ることを防止し、はんだバンプをなす溶融はんだが上下の端子の間の領域から流出されることを防止することを目的とする。
【００１６】
しかしながら、本発明が解決しようとする課題は、前述の課題に何ら制限されるものではなく、記述していない他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解される。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記のような目的を達成するための本発明の構成は、次の通りである。
【００１８】
第１の還元剤ではんだ粒子の第１の酸化膜を除去するステップと、前記はんだ粒子、ギャッパー、及び接着樹脂を混合して、異方性導電接着剤を製造するステップと、を含む、ギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法が提供される。
【００１９】
前記ギャッパーは、ポリマービード、ポリマー粒子、無機粒子、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【００２０】
前記ポリマービードは、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンイミン、ポリプロピレン、及びポリイソブチレンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【００２１】
前記ポリマー粒子は、テフロン（登録商標）またはポリエチレンを含んでいてもよい。
【００２２】
前記無機粒子は、アルミナ、シリカ、ガラス、及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【００２３】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記ギャッパーは、前記接着樹脂の体積に対して、２〜６０ｖｏｌ％で混合されてもよい。
【００２４】
前記ギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法は、前記第１の酸化膜を除去するステップと前記異方性導電接着剤を製造するステップとの間に、前記第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子を溶剤に投入するステップと、前記投入されたはんだ粒子に前記第１の酸化膜よりも酸素濃度が低い第２の酸化膜を形成するステップと、をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記はんだ粒子と前記第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜９５重量ｐｐｍの前記第２の酸化膜が形成されてもよい。
【００２６】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子と前記溶剤が攪拌されてもよい。
【００２７】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子の投入された前記溶剤に超音波を照射してもよい。
【００２８】
前記第２の酸化膜を形成するステップにおいて、前記第２の酸化膜が形成されるように、前記はんだ粒子の投入された前記溶剤がオーブンに装入されて放置されてもよい。
【００２９】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記はんだ粒子、前記ギャッパー、及び前記接着樹脂に第２の還元剤がさらに混合されてもよい。
【００３０】
前記異方性導電接着剤を製造するステップにおいて、前記第２の還元剤は、前記はんだ粒子の重量に対して、０超え２ｗｔ％未満で混合されてもよい。
【００３１】
ギャッパーを用いる部品の実装方法が提供される。
【発明の効果】
【００３２】
前記のような構成を有する本発明の一実施形態によれば、部品の実装工程においてギャッパーにより接合厚さ（上下の端子間の距離）が調節可能である。様々な大きさを有するギャッパーにより接合厚さが調節可能である。
【００３３】
また、本発明の一実施形態によれば、部品の実装工程における熱圧着の際に、ギャッパーが上部基板に加えられる圧力に抗する役割を果たす。ギャッパーが前記の圧力に抗する間に、上下の基板間の距離が必要以上に短くならず、溶融はんだと接着樹脂に必要以上の圧力が加えられることがない。したがって、溶融はんだと接着樹脂が上下の基板の間から漏れ出ない。
【００３４】
また、本発明の一実施形態によれば、部品の実装工程における熱圧着の際に、ギャッパーがはんだバンプをなす溶融はんだが第１の領域（上下の端子間の領域）から第２の領域（上部端子同士の間、下部端子同士の間、及びはんだバンプの間の領域）に流出されることを防止する。なお、はんだバンプが形成された後に粘度が高くなった接着樹脂もまた、溶融はんだが第１の領域から第２の領域へと流出されることを防止する。したがって、下部端子間、上部端子間、またははんだ接合体間の短絡の可能性が低い。
【００３５】
さらに、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法は、既存の設備により行われ得る。前記部品の実装方法を行うために新たな設備を構築する必要がないので、工程設備の構築コストを節減可能である。
【００３６】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、部品の実装工程において第２の還元剤がはんだ粒子の第２の酸化膜の一部を除去して、はんだ粒子の融着時間を短縮することができる。短縮されたはんだ粒子の融着時間は、約１０秒であってもよい。したがって、部品の生産性が高い。
【００３７】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、異方性導電接着剤の製造工程において第２の還元剤が混合されるにも拘らず、部品の実装工程において第２の還元剤と第２の酸化膜との反応により生成される酸化残余物や水分によるボイド（ｖｏｉｄ）が生じない。これは、混合される第２の還元剤の量が微量に制御されるためである。
【００３８】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、異方性導電接着剤の製造工程においてはんだ粒子の酸化膜を適切な厚さに制御して（はんだ粒子の酸化膜の酸素濃度を適宜に制御して）、接着樹脂内に万遍なく分散されたはんだ粒子を含む異方性導電接着剤が製造可能である。前記製造された異方性導電接着剤を用いて部品の実装を行う場合、前記製造された異方性導電接着剤は、凝集されたはんだ粒子を含まないので、ブリッジが形成される可能性が低い。したがって、下部端子間、上部端子間、またははんだ接合体間の短絡が防止可能である。
【００３９】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、短絡が生じる可能性が低いので、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法は、微細ピッチを有する部品の実装に適用可能である。
【００４０】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、異方性導電接着剤で部品を実装するとき、ボイドが生じない上で、はんだ粒子が上下の端子に融着されるので、導電粒子が単に上下の端子に機械的に接触する従来の技術に比べて、異方性導電接着剤が安定した接触抵抗と高い接合強度を有する。
【００４１】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤が製造可能である。低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤もまた、前記の全ての効果を有する。
【００４２】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤を用いて、低温下で部品の実装工程が行われ得る。この場合、省エネの側面とコストの節減の側面からみて利益がある。
【００４３】
さらにまた、本発明の一実施形態によれば、低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤により接合された部品は、高温工程により製造されたものではないので、熱疲労特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１の酸化膜の除去によりはんだ粒子が凝集される過程を示す模式図
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の酸化膜の除去を経て製造された自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る酸化膜の制御によりはんだ粒子が分散される過程を示す模式図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、酸化膜の制御を経て製造された自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、第２の還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図
【図７】ギャッパーの特性の説明図
【図８】本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法を示すフローチャート
【図９】本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法を示す模式図
【図１０】本発明の一実施形態に係るギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法を示すフローチャート
【図１１】本発明の一実施形態に係るギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法のうち、異方性導電接着剤の製造工程を示すフローチャート
【図１２】（ａ）〜（ｂ）は、第１の酸化膜を有するはんだ粒子を示すＳＥＭ画像
【図１３】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の一製造例に係る第２の酸化膜を有するはんだ粒子を示すＳＥＭ画像
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の一実験例に係るはんだ接合体を示す光学顕微鏡画像
【図１５】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の一実験例に係る熱圧着された部品を示す光学顕微鏡画像
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、添付図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明は、様々な異なる形態で実現され得るので、以下に説明する実施形態に限定されない。
【００４６】
また、図面において、本発明を明確に説明するために説明に関係のない部分は省略している。また、本明細書全体を通して類似の部分には類似の符号を付した。
【００４７】
本明細書において用いられる用語は、様々な実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではない。第１の構成要素が第２の構成要素に「連結（接続、接触、結合）」されているという場合、それには、前記第１の構成要素が前記第２の構成要素に「直接的に連結」されるか、あるいは、第３の構成要素を介して「間接的に連結」されてもよいことを意味する。単数の表現には、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。また、「含む」、「有する」などの用語は、明細書に記載されている特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらの組み合わせが存在することを示すためのものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらの組み合わせの存在または付加可能性を予め排除することを意味するものではない。
【００４８】
本発明の説明に先立って、本発明の導出過程が説明される。本発明の異方性導電接着剤は、接着樹脂及び前記接着樹脂内に分散されたはんだ粒子を含む。前記異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程は、次のようにして行われてもよい。
【００４９】
先ず、前記異方性導電接着剤が上下の基板の間に位置させられる。
【００５０】
次いで、前記異方性導電接着剤に熱が印加される。熱を受けた前記はんだ粒子は、表面エネルギー(surface energy）が高くなって、表面エネルギーを下げるために上下の基板の上下の端子に移動しながら塊状となる。これと同時に、前記はんだ粒子が溶融されて、溶融はんだが下部端子と上部端子の表面にウェッティング（ｗｅｔｔｉｎｇ）される。
【００５１】
はんだ粒子が表面エネルギーを下げるために塊状となりながら上下の端子に流入するため、熱を受けた多くのはんだ粒子が上下の端子間の領域（以下、「第１の領域」）に位置することになる。なお、熱を受けたはんだ粒子は塊状となりながら第１の領域に流入するとともに、溶融される。このような現象は、「溶融はんだが第１の領域に自己配向される」と表現され得る。
【００５２】
溶融はんだのウェッティング後に、さらに多くの溶融はんだが第１の領域に流入し続けると、結局のところ、上下の端子をつなぐ溶融はんだであるはんだバンプが形成される。
【００５３】
一方、熱を受けた前記接着樹脂は、初期には粘度が低くなって前記はんだ粒子が第１の領域に移動するように、前記はんだ粒子の流動性を増やす。前記接着樹脂の粘度は、溶融はんだが自己配向されてはんだバンプが形成された後に最も高くなる。前記接着樹脂は、はんだバンプが形成された後に熱を受け続けて硬化される。前記接着樹脂は、硬化されながら上下の基板を接合する。
【００５４】
次いで、熱が除去されて、はんだバンプが冷却及び凝固される。上下の端子に跨って形成されているはんだバンプは、凝固されながら上下の端子を接合する。これとともに、凝固されたはんだバンプであるはんだ接合体は、上下の端子を電気的に接続する。
【００５５】
前記の部品の実装工程において、はんだ粒子が溶融されていき、凝固されながら上下の端子を接合する工程は、つまり、はんだ粒子が上下の端子に融着される工程である。すなわち、本発明の異方性導電接着剤は、はんだ粒子の融着を目的とする接着剤（以下、「自己融着型異方性導電接着剤」）である。
【００５６】
しかしながら、たとえ自己融着型異方性導電接着剤が部品の実装に用いられるとしても、はんだ粒子が融着されないこともある。例えば、はんだ粒子が周囲に自然酸化膜（以下、「第１の酸化膜」）を有する場合、はんだ粒子は、安定している状態であり、表面エネルギーが低い。安定しているはんだ粒子は、前記の部品の実装工程において熱を受けても塊状となり難く、第１の領域に溜まり難い。これにより、はんだバンプとはんだ接合体が形成されない虞がある。換言すれば、はんだ粒子が融着されない虞がある。したがって、はんだ粒子が有する第１の酸化膜により、はんだ粒子が融着されないという問題（第１の問題点）がある。
【００５７】
前記第１の問題点を解決するために、接着樹脂に還元剤が追加されてもよい。具体的に、自己融着型異方性導電接着剤の製造過程において、はんだ粒子と接着樹脂の混合後に、はんだ粒子及び接着樹脂に還元剤がさらに混合されてもよい。これにより、還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤が製造可能である。
【００５８】
ここで、還元剤は、熱を受けなければ、周囲の酸素と反応することができない還元剤である。したがって、部品の実装工程において熱を受ける前には、還元剤は、第１の酸化膜を有するはんだ粒子と混合されているだけに留まり、第１の酸化膜を除去することはない。
【００５９】
図１（ａ）〜図１（ｄ）は、還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図である。図１（ａ）〜図１（ｄ）に基づいて、還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程の例示について説明する。
【００６０】
先ず、図１（ａ）を参照すると、下部端子３を有する下部基板２、異方性導電接着剤１、上部端子５を有する上部基板４が用意される。下部基板２及び上部基板４としては、プリント回路基板（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＰＣＢ）、ＩＣ基板、ガラス基板などが挙げられる。前記異方性導電接着剤１は、接着樹脂１３、前記接着樹脂１３内に分散されたはんだ粒子１１、及び前記接着樹脂１３内に分散された還元剤１２から構成される。前記はんだ粒子１１には、第１の酸化膜１４が形成されている。
【００６１】
次いで、下部基板２及び下部端子３の上面に前記異方性導電接着剤１が位置させられる。前記異方性導電接着剤１がフィルム状である場合、前記異方性導電接着剤１は、下部基板２及び下部端子３の上面に粘着される。前記異方性導電接着剤１がペースト状である場合、前記異方性導電接着剤１は、下部基板２及び下部端子３の上面に塗布される。
【００６２】
次いで、前記異方性導電接着剤１の上面に上部基板４及び上部端子５が位置させられる。
【００６３】
次いで、前記異方性導電接着剤１に熱が印加される。熱を受けた還元剤１２が前記はんだ粒子１１の周囲の第１の酸化膜１４と反応して、第１の酸化膜１４が除去される。第１の酸化膜１４の無いはんだ粒子の表面エネルギーは高い。したがって、熱を受けた前記はんだ粒子１１は、第１の領域６に移動しながら塊状となる。前記はんだ粒子１１は、第１の領域６に移動しながら塊状となるとともに、熱により溶融される。
【００６４】
溶融はんだ１１ａは、自己配向されながら下部端子３または上部端子５の表面にウェッティングされる（図１（ｂ））。一方、前述したように、熱を受けた前記接着樹脂１３は、粘度が低くなって前記はんだ粒子１１の流動性を増やす。
【００６５】
さらに多くの溶融はんだ１１ａが第１の領域６に流入すれば、上下の端子３，５をつなぐはんだバンプ１１ｂが形成される（図１（ｃ））。このとき、上部端子５同士、下部端子３同士、及びはんだバンプ１１ｂ同士の間の領域７（以下、「第２の領域」）をなす主成分は、接着樹脂１３となる。前述したように、はんだバンプ１１ｂが形成された後には、前記接着樹脂１３の粘度が最大となる。前記接着樹脂１３は、最大の粘度を有する時点から、熱を受け続けて硬化される。前記接着樹脂１３は、硬化されながら上下の基板２，４を接合する。
【００６６】
次いで、図１（ｄ）を参照すると、前記異方性導電接着剤１に印加された熱が除去される。これにより、はんだバンプ１１ｂが冷却及び凝固され、第１の領域６において上下の端子３，５を接合するはんだ接合体１１ｃとなる。別の言い方をすれば、前記はんだ粒子１１が第１の領域６において上下の端子３，５に融着される。はんだ接合体１１ｃは、下部端子３と上部端子５を電気的に接続する。
【００６７】
還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤は、前述した第１の問題点を克服することができる。未溶融の導電粒子が単に上下の端子に機械的に接触する従来の技術とは異なり、自己融着型異方性導電接着剤の場合、はんだ粒子が上下の端子に融着される。したがって、従来の技術に比べて、自己融着型異方性導電接着剤は、接触抵抗が安定しており、接合強度が高いことが期待される。
【００６８】
しかしながら、還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤を用いて部品を実装するとき、還元剤が第１の酸化膜と反応して酸化残余物と水分を生成する。図１（ｄ）を参照すると、酸化残余物または水分は、自己融着型異方性導電接着剤１内においてボイド（ｖｏｉｄ）１５を生じさせる虞がある。すなわち、たとえはんだ粒子が融着されたとしても、還元剤の反応により生成される酸化残余物及び水分により異方性導電接着剤の内部にボイドが生じる虞があるという問題（第２の問題点）がある。内部にボイドを有する異方性導電接着剤は、接触抵抗が安定しておらず、接合強度が低い。
【００６９】
前記の第２の問題点を解決するために、自己融着型異方性導電接着剤の製造過程において、接着樹脂とはんだ粒子の混合前に、予めはんだ粒子の周囲の第１の酸化膜が第１の還元剤により完全に除去されてもよい。第１の酸化膜の除去されたはんだ粒子と接着樹脂を混合して、自己融着型異方性導電接着剤が製造可能である。この場合、混合されたはんだ粒子及び接着樹脂にさらに還元剤を混合する必要がないので、部品の実装工程において還元剤の反応によるボイドの発生が防止される。なお、部品の実装工程において、はんだ粒子の周囲に第１の酸化膜がないので、はんだ粒子が特別の困難さを伴うことなく融着されることが期待される。
【００７０】
自己融着型異方性導電接着剤の製造過程において、はんだ粒子と接着樹脂の混合前に第１の還元剤ではんだ粒子の第１の酸化膜を除去することは、一見して妥当であるかのように思われる。しかしながら、はんだ粒子の第１の酸化膜が完全に除去される場合、はんだ粒子の表面エネルギーが高くなってはんだ粒子間の引力が増える。これにより、はんだ粒子が凝集されながら接着樹脂内のはんだ粒子の分散性が低くなることが懸念される。
【００７１】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の酸化膜の除去によりはんだ粒子が凝集される過程を示す模式図である。図２（ａ）において、はんだ粒子１１の第１の酸化膜１４が除去されれば、前記はんだ粒子１１は、図２（ｂ）に示す形状となる。しかしながら、第１の酸化膜１４の無い前記はんだ粒子１１は、図２（ｃ）に示すように、凝集され得る。
【００７２】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、第１の酸化膜の除去を経て製造された自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図である。図３（ａ）を参照すると、接着樹脂１３内に相対的に大きいはんだ粒子１１があるため、はんだ粒子１１の分散性がよくない。図３（ａ）において、相対的に大きいはんだ粒子１１は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、第１の酸化膜の除去を経て凝集されたはんだ粒子１１である。
【００７３】
図３（ｂ）を参照すると、前述したように、異方性導電接着剤１に熱が加えられれば、溶融はんだ１１ａが第１の領域６において自己配向され、上部端子５または下部端子３にウェッティングされる。図３（ｃ）を参照すると、前述したように、さらに多くの溶融はんだ１１ａが第１の領域６に流入すれば、はんだバンプ１１ｂが形成される。
【００７４】
しかしながら、接着樹脂１３との混合前に既に第１の酸化膜が除去されたはんだ粒子１１は、部品の実装工程において熱を受ける前にも表面エネルギーが高い状態である。したがって、図３（ｂ）の工程において、過量のはんだ粒子１１が第１の領域６に移動しながら塊状となって、過量の溶融はんだ１１ａが生成される。この場合、図３（ｃ）を参照すると、溶融はんだ１１ａが第１の領域６においてはんだバンプ１１ｂを形成するのみならず、その一部が第２の領域７にも位置させられることがある。特に、自己融着型異方性導電接着剤１の製造過程において既に凝集されたはんだ粒子１１は、大きな塊状となって、大きな溶融はんだ１１ａとなり易い。
【００７５】
図３（ｄ）を参照すると、前述したように、熱が除去されれば、はんだ接合体１１ｃが形成される。このとき、図３（ｃ）において第２の領域７に位置させられていた溶融はんだ１１ａは、凝固されてブリッジ１１ｄとなることがある。ブリッジ１１ｄは、下部端子３間、上部端子５間、またははんだ接合体１１ｃ間の短絡が生じることを意味する。
【００７６】
すなわち、異方性導電接着剤の製造過程において第１の還元剤によりはんだ粒子の第１の酸化膜が完全に除去されれば、以降の部品の実装工程においてはんだ粒子が塊状となり過ぎて、短絡が生じる虞があるという問題（第３の問題点）がある。
【００７７】
前記第３の問題点を解決するために、自己融着型異方性導電接着剤の製造過程において、はんだ粒子の第１の酸化膜の除去後に接着樹脂と混合する前に、はんだ粒子に第１の酸化膜よりも薄い第２の酸化膜を形成してもよい。自然酸化膜である第１の酸化膜とは異なり、第２の酸化膜は、人為的に形成された酸化膜であって、第１の酸化膜よりも酸素濃度が低い。換言すれば、前記第３の問題点を解決するための方法は、異方性導電接着剤の製造過程においてはんだ粒子の酸化膜の酸素濃度を適度に制御することである。
【００７８】
自己融着型異方性導電接着剤の製造過程において、第２の酸化膜の形成されたはんだ粒子は、第２の酸化膜により凝集されることがない。これは、第２の酸化膜により、第１の酸化膜が完全に除去された場合に比べて、はんだ粒子の表面エネルギーが低いためである。したがって、接着樹脂内のはんだ粒子の分散性がよい。
【００７９】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、酸化膜の制御によりはんだ粒子が分散される過程を示す模式図である。図４（ａ）を参照すると、はんだ粒子１１は、第１の酸化膜１４に囲まれている。第１の酸化膜１４は、前記はんだ粒子１１が大気と反応して自然に形成されたものである。前記はんだ粒子１１が第１の酸化膜１４を有する場合、前述した第１の問題点または第２の問題点が現れる虞がある。したがって、図４（ｂ）に示すように、第１の酸化膜１４は完全に除去される。しかしながら、第１の酸化膜１４が完全に除去されれば、前述した第３の問題点が現れる虞がある。したがって、図４（ｃ）に示すように、第１の酸化膜１４が完全に除去された後、前記はんだ粒子１１を囲む第２の酸化膜１６が形成される。第２の酸化膜１６は、第１の酸化膜１４よりも薄い（酸素濃度が低い）。第２の酸化膜１６は、接着樹脂内において前記はんだ粒子１１が凝集されずに万遍なく分散できるようにする。
【００８０】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、酸化膜の制御を経て第１の酸化膜の除去及び第２の酸化膜形成を経て製造された自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図である。図５（ａ）を参照すると、部品の実装工程のために用意された異方性導電接着剤１が接着樹脂１３及び前記接着樹脂１３内に万遍なく分散されたはんだ粒子１１を含む。なお、前記はんだ粒子１１は、第２の酸化膜１６に囲まれている。
【００８１】
図１または図３と同様に、異方性導電接着剤１に熱が加えれれば、溶融はんだ１１ａがウェッティングされ（図５（ｂ））、はんだバンプ１１ｂが形成される（図５（ｃ））。なお、熱が除去されれば、はんだバンプ１１ｂが凝固され、はんだ接合体１１ｃが形成される（図５（ｄ））。
【００８２】
このように、第２の酸化膜１６により、万遍なく分散され、且つ、表面エネルギーが比較的に低いはんだ粒子１１を含む自己融着型異方性導電接着剤１を用いて部品の実装を行う場合、熱を受けたはんだ粒子１１が図５（ｂ）の工程において塊状となり過ぎず、ブリッジが形成される可能性が低い。すなわち、前記第３の問題点が解決される。
【００８３】
また、第２の酸化膜１６の形成されたはんだ粒子１１（図４（ｃ））は、第１の酸化膜１４が完全に除去されて酸化膜を有さないはんだ粒子（図２（ｂ））よりも安定しているものの、第１の酸化膜１４を有するはんだ粒子１１（図２（ａ））よりも安定しているわけではない。これは、第２の酸化膜１６が、第１の酸化膜１４よりも酸素濃度が低いためである。したがって、前述のように、第２の酸化膜１６の形成されたはんだ粒子１１は、部品の実装工程において塊状となり過ぎないことはもとより（図５（ｂ）及び図５（ｃ））、適度に塊状となって融着される（図５（ｄ））。すなわち、前述した第１の問題点が現れない。
【００８４】
さらに、はんだ粒子が融着可能であるからには、異方性導電接着剤の製造過程において第２の酸化膜の形成されたはんだ粒子及び接着樹脂にさらに還元剤を混合する必要がない。したがって、部品の実装工程において還元剤の反応によるボイドの発生が防止される。すなわち、前述した第２の問題点が現れない。
【００８５】
前述した第１の問題点ないし第３の問題点をすべて克服できる第２の酸化膜の酸素濃度は、はんだ粒子と第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜９５重量ｐｐｍであってもよい。逆にいえば、第２の酸化膜の酸素濃度が２５重量ｐｐｍ未満であれば、第２の酸化膜が薄過ぎて前述した第３の問題点が現れる虞がある。第２の酸化膜の酸素濃度が９５重量ｐｐｍを超えると、第２の酸化膜が厚過ぎて前述した第１の問題点が現れる虞がある。ここで、第１の問題点を克服するために、はんだ粒子及び接着樹脂にさらに還元剤を混合する場合、前述した第２の問題点が現れる虞がある。
【００８６】
但し、酸化膜の制御を経て（第１の酸化膜の除去及び第２の酸化膜の形成を経て）製造された自己融着型異方性導電接着剤を用いて部品の実装を行うとき、部品の実装工程時間が長過ぎるという問題（第４の問題点）がある。熱を受けたはんだ粒子１１が溶融及び自己配向されてはんだバンプ１１ｂを形成し、その後、熱が除去されてはんだ接合体１１ｃを形成するのにかかる時間は、つまり、はんだ粒子１１が融着されるのにかかる時間である（図５（ｂ）〜図５（ｄ））。従来の熱圧着工程の工程時間は、約１０秒である（［背景技術］のボンディング工程を参照されたい）。これに対し、図５（ｂ）〜図５（ｄ）において、はんだ粒子１１の融着時間は、約３０秒以上である。
【００８７】
前記第４の問題点を解決するために、はんだ粒子の酸化膜の厚さをさらに精度よく調節することが考えられる。しかしながら、第２の酸化膜の最適な酸素濃度範囲である２５〜９５重量ｐｐｍから外れると、前述した第１の問題点ないし第３の問題点が現れる虞があり、前記最適な酸素濃度範囲内においては、前記第４の問題点が現れる。
【００８８】
したがって、異方性導電接着剤の製造過程において、はんだ粒子の第２の酸化膜は、前記の最適な酸素濃度範囲である２５〜９５重量ｐｐｍのレベルに形成されるが、第２の酸化膜の形成されたはんだ粒子及び接着樹脂に微量の第２の還元剤がさらに混合されてもよい。第２の還元剤の量は、部品の実装工程において多量の酸化残余物または水分を生成せず、ボイドを形成しないほどの量である。微量の第２の還元剤は、異方性導電接着剤の製造過程においては、単に第２の酸化膜の形成されたはんだ粒子及び接着樹脂と混合されるだけに留まり、第２の酸化膜を除去する役割を果たすことはない。しかしながら、部品の実装工程においては、微量の第２の還元剤が熱を受けて第２の酸化膜の一部を除去することになる。これにより、はんだ粒子の融着時間が遥かに短縮可能である。
【００８９】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第２の還元剤を含む自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示す例示図である。図６（ａ）を参照すると、部品の実装工程のために用意された異方性導電接着剤１が、接着樹脂１３、前記接着樹脂１３内に万遍なく分散されたはんだ粒子１１、及び第２の還元剤１７を含む。なお、前記はんだ粒子１１は、第２の酸化膜１６に囲まれている。
【００９０】
図１、図３、または図５と同様に、異方性導電接着剤１に熱が加えられれば、溶融はんだ１１ａがウェッティングされ（図６（ｂ））、はんだバンプ１１ｂが形成される（図６（ｃ））。なお、熱が除去されれば、はんだバンプ１１ｂが凝固され、はんだ接合体１１ｃが形成される（図６（ｄ））。
【００９１】
図６（ｂ）〜図６（ｄ）のはんだ粒子１１の融着工程において、熱を受けた第２の還元剤１７は、第２の酸化膜１６の一部を除去して、はんだ粒子１１の融着時間を短縮することができる。前述した第４の問題点が解決される。これにより、部品の生産性が高くなる。
【００９２】
ディスプレイや半導体業界においては、特定の接合厚さ（上下の基板の接合が完了したときの上下の端子間の距離）が求められる。しかしながら、以上において説明された自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程（図１、図３、図５、及び図６）によれば、接合厚さを調節できるような手段がない。
【００９３】
自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程において、はんだバンプの形成のために、異方性導電接着剤に熱が加えられる。このとき、熱の他に、上部基板に圧力を加えて接合厚さを調節することが考えられる。従来の異方性導電接着剤を用いた従来の部品の実装工程においては、ある程度の強度を有する導電粒子がボンディング工程において加えられる圧力に抗するので、ある程度接合厚さが調節可能である（［背景技術］の欄を参照されたい）。しかしながら、自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程においては、はんだバンプが形成される間に、はんだ粒子と接着樹脂の粘度が低い。したがって、はんだバンプが形成される間に上部基板に圧力を加える場合、接合厚さを調節し難く、むしろ溶融はんだと接着樹脂が上下の基板の外に漏れ出る虞がある（第５の問題点）。
【００９４】
このため、本発明は、異方性導電接着剤の製造過程において、ギャッパーがはんだ粒子及び接着樹脂にさらに混合されて、ギャッパーを含む異方性導電接着剤で部品を実装する方法を提供する。
【００９５】
以下では、本発明について本格的に説明する。異方性導電接着剤、異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程、そして異方性導電接着剤の製造方法の順に本発明について説明する。
【００９６】
図９（ａ）を参照すると、本発明の一実施形態に係る異方性導電接着剤１は、接着樹脂１３、はんだ粒子１１、第２の還元剤１７、及びギャッパー１８を含む。前記異方性導電接着剤１は、硬化剤、硬化促進剤、変形剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００９７】
前記接着樹脂１３は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のうちの少なくとも一方の樹脂を含んでいてもよい。
【００９８】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、オクセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、及びビスマレイミド−トリアジン樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも一種の樹脂を含んでいてもよい。
【００９９】
前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニール系樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリビニールブチラル樹脂、塩化ビニール樹脂、（メタ）アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、イソブチレン樹脂、ビニールエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニールブチラル樹脂、ポリビニールアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロフレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、及びポリ酢酸ビニールよりなる群から選ばれた少なくとも一種の樹脂を含んでいてもよい。
【０１００】
好ましくは、前記接着樹脂１３は、前記熱硬化性樹脂である。これは、硬化後に、前記熱硬化性樹脂の線膨張率、弾性率などの機械的特性が前記熱可塑性樹脂よりも卓越しているためである。但し、前記熱硬化性樹脂を主成分とするが、前記熱可塑性樹脂を微量添加することも好ましい。これは、前記熱可塑性樹脂が、電気的な接続の際に生じる応力を緩和させることができるためである。
【０１０１】
前記はんだ粒子１１は、スズ、インジウム、ビスマス、銀、銅、及びこれらの合金よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。前記はんだ粒子１１は、自己融着のためのものであるため、スズ、インジウム、及びビスマスのうちの少なくとも一種の元素を主成分として含み、銀及び銅のうちの少なくとも一方の元素を微量含むことが好ましい。
【０１０２】
前記はんだ粒子１１の大きさは、ピッチサイズ（両下部端子間の距離または両上部端子間の距離）に応じて異なる。
【０１０３】
前記ギャッパー１８は、たとえ部品の実装工程において熱を受けたとしても、絶対に溶けない物質である。前記ギャッパー１８は、ポリマービード、ポリマー粒子、無機粒子、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含む。ポリマービードは、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンイミン、ポリプロピレン、及びポリイソブチレンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。ポリマー粒子は、テフロン（登録商標）またはポリエチレンを含んでいてもよい。なお、無機粒子は、アルミナ、シリカ、ガラス、及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。前記ギャッパー１８の直径、含量などについては、後述する。次いで、前記異方性導電接着剤１を用いた部品の実装工程について説明する。
【０１０４】
図７は、ギャッパーの特性を説明するための図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、自己融着型異方性導電接着剤を用いた部品の実装工程を示すものである。
【０１０５】
先ず、図７（ａ）を参照すると、ギャッパー１８を含む自己融着型異方性導電接着剤が上下の基板の間に位置させられる。
【０１０６】
次いで、図７（ｂ）を参照すると、上部基板が熱圧着される。これにより、上部端子５と下部端子３との距離が短くなり、はんだ粒子１１は、はんだバンプ１１ｂとなる。前述のように、ギャッパー１８は、部品の実装工程において溶けないため、溶けないまま上下の端子３，５の間に位置させられる。このとき、ギャッパー１８は、はんだバンプ１１ｂをなす溶融はんだが第１の領域６から第２の領域７へと流出されることを防止することができる。
【０１０７】
次いで、図７（ｃ）を参照すると、熱及び圧力が除去されて、はんだバンプ１１ｂがはんだ接合体１１ｃとなる。このとき、ギャッパー１８の直径ｄが、つまり、上下の端子３，５間の距離である接合厚さとなる。すなわち、ギャッパー１８の大きさに応じて、接合厚さが調節可能である。
【０１０８】
図８は、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法を示すフローチャートである。図９は、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法を示す模式図である。図８及び図９に基づいて、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法について説明する。
【０１０９】
先ず、異方性導電接着剤１が製造される（Ｓ２１０）。前記異方性導電接着剤１は、接着樹脂１３、前記接着樹脂１３内に万遍なく分散されたはんだ粒子１１、前記接着樹脂１３に混合された第２の還元剤１７、及びギャッパー１８を含んでいてもよい。前記はんだ粒子１１には、最適な厚さの第２の酸化膜１６が形成されている（図９（ａ））。前記異方性導電接着剤１の製造方法については後述する。しかしながら、前述した第２の問題点、第３の問題点、または第４の問題点が現れる虞がないのであれば、以上において説明された、第２の問題点ないし第４の問題点を引き起こし得る異方性導電接着剤の製造方法が排除されるわけではない。
【０１１０】
次いで、図９（ａ）を参照すると、前記製造された異方性導電接着剤１が上下の基板２，４の間に位置させられる（Ｓ２２０）。具体的に、先ず、前記異方性導電接着剤１が下部基板２の上面に位置させられる。前記異方性導電接着剤１がペースト状である場合、下部基板２に塗布される。前記異方性導電接着剤１がフィルム状である場合、下部基板２に粘着される。この後、上部基板４が前記異方性導電接着剤１の上面に搬入されて、上下の基板２，４が位置合わせされる。
【０１１１】
次いで、上部基板４が１次熱圧着される（Ｓ２３０）。いわゆるホットバーと呼ばれるパルスヒーターが上部基板４を熱圧着する。ホットバーは、上部基板４に６０〜９０℃の熱と０.３〜１ＭＰａの微小な圧力を加える。上部基板４に加えられた熱と微小な圧力は、前記異方性導電接着剤１に伝達され、前記異方性導電接着剤１を介して上下の基板２，４が仮付け溶接される。
【０１１２】
次いで、図９（ｂ）を参照すると、上部基板４が２次熱圧着される（Ｓ２４０）。２次熱圧着もまた、ホットバーにより行われてもよい。ホットバーは、上部基板４に前記はんだ粒子１１の融点以上の熱と予め決定された圧力を加える。
【０１１３】
熱を受けた前記はんだ粒子１１が溶融されて、溶融はんだが自己配向されながら、上部端子５または下部端子３の表面にウェッティングされる。この後、さらに多くの溶融はんだが自己配向されていき、はんだバンプ１１ｂが形成される。はんだバンプ１１ｂが形成される間には、前記接着樹脂１３の粘度が低い。はんだバンプ１１ｂが形成された後、前記接着樹脂１３の粘度が最大となる。最大の粘度となった時点から、前記接着樹脂１３は硬化されながら上下の基板２，４を接合する。このような現象については、全て前述されている。
【０１１４】
一方、上部基板４は、予め決定された圧力を受けて下部基板２に近づく。上部基板４は、下部基板２に次第に近づいていき、前記ギャッパー１８と接触する。前記ギャッパー１８は、ステップＳ２４０において溶けることなく、上部基板４がそれ以上下部基板２に近づかないように上下の端子間の距離を前記ギャッパー１８の直径に見合う分だけ維持する。前記接着樹脂１３が硬化されて上下の基板２，４が接合されると、前記ギャッパー１８の直径が、そのまま接合厚さとなる。ディスプレイ業界や半導体業界において求められる仕様を考慮したとき、前記ギャッパー１８の直径は、２〜１００μｍであってもよい。このような多種多様なギャッパー１８により接合厚さが調節可能になる。
【０１１５】
また、前記ギャッパー１８は、上部基板４に加えられる圧力に抗する役割を果たす。前記ギャッパー１８が前述の圧力に抗する間に、上下の基板２，４間の距離が必要以上に短くならず、溶融はんだと接着樹脂１３に必要以上の圧力が加えられない。したがって、溶融はんだと接着樹脂１３が上下の基板２，４の間から漏れ出ることがない。
【０１１６】
すなわち、前記ギャッパー１８の大きさに応じて、接合厚さが調節可能であり、前記ギャッパー１８は、溶融はんだと接着樹脂１３が上下の基板２，４の間から漏れ出ることを防止するので、第５の問題点が解決される。
【０１１７】
作業者は、ステップＳ２４０の予め決定された圧力を前記ギャッパー１８の大きさを考慮して設定することができる。前記ギャッパー１８が大きければ、接合厚さが厚いはずであるため、作業者は、予め決定する圧力を比較的に低く設定することができる。これに対し、前記ギャッパー１８が小さければ、接合厚さが薄いはずであるため、作業者は、予め決定する圧力を比較的に高く設定することができる。
【０１１８】
仮に、第２の領域７に多くの溶融はんだが位置させられれば、後ほどに溶融はんだが凝固されながら、下部端子３間、上部端子５間、またははんだ接合体１１ｃ間の短絡を引き起こす虞がある。ステップＳ２４０において形成されたはんだバンプ１１ｂは、予め決定された圧力を受け続けていき、つぶされる虞がある。これにより、はんだバンプ１１ｂをなす溶融はんだが第１の領域６から第２の領域７へと流出される虞がある。しかしながら、前記ギャッパー１８が、はんだバンプ１１ｂの形成後に、はんだバンプ１１ｂをなす溶融はんだが第１の領域６から第２の領域７へと流出されることを防止する。なお、はんだバンプ１１ｂを形成した後、粘度が高くなった前記接着樹脂１３もまた、溶融はんだが第１の領域６から第２の領域７へと流出されることを防止する。したがって、前記ギャッパー１８及び前記接着樹脂１３により、短絡が生じる可能性が低くなる。
【０１１９】
次いで、図９（ｃ）を参照すると、ステップＳ２４０において加えられていた熱と予め決定された圧力が除去されて、はんだバンプ１１ｂが冷却及び凝固される。これにより、はんだ接合体１１ｃが形成される。すなわち、前記はんだ粒子１１の融着が完了する。上下の基板２，４が、ステップＳ２４０において前記接着樹脂１３のみによって接合されるときよりも、本ステップにおいてはんだ接合体１１ｃ及び前記接着樹脂１３により接合される場合、前記異方性導電接着剤１の接合強度がさらに高い。
【０１２０】
部品の実装工程（Ｓ２２０〜Ｓ２４０）前に、前記異方性導電接着剤１の製造工程（Ｓ２１０）において、前記はんだ粒子１１及び前記接着樹脂１３に前記第２の還元剤１７が混合される。しかしながら、前記第２の還元剤１７は、部品の実装工程（Ｓ２２０〜Ｓ２４０）前には、前記はんだ粒子１１の第２の酸化膜１６と反応しない。
【０１２１】
前記第２の還元剤１７は、ステップＳ２４０において熱を受けて、前記はんだ粒子１１の第２の酸化膜１６の一部を除去する。これにより、前記はんだ粒子１１の融着時間が短縮可能である。短縮された前記はんだ粒子１１の融着時間は、約１０秒であり、従来の技術と略同じレベルである。したがって、前述した第４の問題点が現れない。
【０１２２】
前記第２の還元剤１７は、ステップＳ２４０において熱を受けて、第２の酸化膜１６と反応して酸化残余物と水分を生成する。しかしながら、前記第２の還元剤１７の量は微量に制御されるため、生成される酸化残余物や水分は瞬時に蒸発されてボイドを残さない。したがって、前記第２の還元剤１７は、前記はんだ粒子１１の融着速度を高めるだけに留まり、ボイドを生じさせない。すなわち、前記異方性導電接着剤１が前記第２の還元剤１７を含んでいるにも拘わらず、前述した第２の問題点が現れない。
【０１２３】
部品の実装工程（Ｓ２２０〜Ｓ２４０）前に前記異方性導電接着剤１に含まれていた前記はんだ粒子１１は、適切な厚さの第２の酸化膜１６を有する。したがって、前述したように、前記はんだ粒子１１は、あまりにも安定しているか、あるいは、あまりにも不安定になることがない。
【０１２４】
前記はんだ粒子１１があまりにも安定していることがないため、前記はんだ粒子１１は、第２の酸化膜１６を有するにも拘わらず、融着可能である。別の言い方をすれば、前記はんだ粒子１１が第２の酸化膜１６を有するにも拘わらず、前述した第１の問題点が現れない。
【０１２５】
前記はんだ粒子１１があまりにも不安定になることがないため、部品の実装工程（Ｓ２２０〜Ｓ２４０）において過量のはんだ粒子が塊状とならない。また、前記はんだ粒子１１は、前記接着樹脂１３内に万遍なく分散されている。換言すれば、前記接着樹脂１３内に凝集されたはんだ粒子１１がない。したがって、ブリッジが形成される可能性が低いため、下部端子３間、上部端子５間、またははんだ接合体１１ｃ間の短絡が防止可能である。すなわち、前述した第３の問題点が現れない。
【０１２６】
ステップＳ２３０は、従来の技術のプレボンディング工程と類似しており、ステップＳ２４０は、従来の技術のボンディング工程と類似している（［背景技術］の欄を参照されたい）。これは、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法は、既存の設備により行われてもよいということを意味する。本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法を行うために新たな設備を構築する必要がないので、工程設備の構築コストを節減可能である。
【０１２７】
短絡は、特に微細ピッチを有する部品の実装の際に生じ易い。しかしながら、本発明の一実施形態によれば、短絡が生じる可能性が低い。したがって、本発明の一実施形態に係るギャッパーを用いる部品の実装方法は、微細ピッチを有する部品の実装にも適用可能である。
【０１２８】
（ｉ）本発明の一実施形態に係る異方性導電接着剤に含まれている接着樹脂は、部品の実装工程において硬化されながら、上下の基板を接合する。（ｉｉ）前記異方性導電接着剤に含まれているはんだ粒子は、部品の実装工程において融着されながら、上下の端子を接合する。（ｉｉｉ）前記異方性導電接着剤で部品の実装を行う場合、ボイドが生じない。前記の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）から、前記異方性導電接着剤が、導電粒子が単に上下の端子に接触する従来の技術に比べて、安定している接触抵抗と高い接合強度を有するということが分かる。
【０１２９】
敷衍すれば、はんだ粒子の融点は、２２０℃以下であってもよい。たとえ前記はんだ粒子の融点が低いとしても、その低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤もまた、前述した全ての効果を有する。
【０１３０】
好ましくは、前記低融点はんだ粒子の融点は、１５０℃以下である。前記低融点はんだ粒子を含む前記異方性導電接着剤を用いて、低温下で部品の実装工程が行われてもよい。この場合、省エネの側面とコストの節減の側面からみて、利益がある。
【０１３１】
さらに、前記低融点はんだ粒子を含む前記異方性導電接着剤により接合された上下の基板は、高温工程により製造されたものではないため、熱疲労特性に優れている。
【０１３２】
より好ましくは、前記低融点はんだ粒子の融点は、１４０℃以下である。この場合、前記低融点はんだ粒子を含む前記異方性導電接着剤の効果がさらに大きくなる。
【０１３３】
さらに好ましくは、前記低融点はんだ粒子の融点は、１２０℃以下である。この場合、前記低融点はんだ粒子を含む前記異方性導電接着剤の効果が極大化する。次いで、異方性導電接着剤の製造方法について説明する。
【０１３４】
［実施例１］
図１０は、本発明の一実施形態に係るギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法を示すフローチャートである。図１１は、本発明の一実施形態に係るギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法のうち、異方性導電接着剤の製造工程を示すフローチャートである。図１０及び図１１に基づいて、本発明の一実施形態に係るギャッパーを含む異方性導電接着剤の製造方法について説明する。
【０１３５】
先ず、第１の還元剤によりはんだ粒子の第１の酸化膜が完全に除去される（Ｓ１１０）。第１の酸化膜の除去のために、ステップＳ１１０は、酸素のない環境下で行われる必要がある。例えば、第１の溶剤に前記第１の還元剤と前記はんだ粒子が投入され、第１の溶剤に熱が加えられてもよい。加えられた熱を受けた前記第１の還元剤が第１の酸化膜を還元させて除去することができる。
【０１３６】
前記第１の還元剤は、第１の酸化膜と反応するカルボキシル基を含んでいてもよい。具体的に、前記第１の還元剤は、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【０１３７】
次いで、第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子が第２の溶剤に投入される（Ｓ１２０）。第２の溶剤が第１の溶剤とは異なると、第１の溶剤から第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子が取り出された後、第２の溶剤に投入される。第２の溶剤が第１の溶剤と同一であれば、ステップＳ１２０は省略されてもよい。
【０１３８】
第１の溶剤及び第２の溶剤は、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ｎ−ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、トリエチレンホスフェート、トリメチルホスフェート、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジオキサン、及びジエチルエーテルよりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【０１３９】
次いで、前記投入されたはんだ粒子に第１の酸化膜よりも酸素濃度が低い第２の酸化膜が形成される（Ｓ１３０）。第２の溶剤内において、第１の酸化膜の除去された前記はんだ粒子の表面に適切な厚さの第２の酸化膜が形成される。別の言い方をすれば、前記はんだ粒子の表面に適切な酸素濃度の第２の酸化膜が形成される。
【０１４０】
好ましくは、第２の酸化膜の酸素濃度は、前記はんだ粒子と第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜９５重量ｐｐｍである。第２の酸化膜の酸素濃度が２５重量ｐｐｍ未満であれば、第２の酸化膜が薄過ぎて前記はんだ粒子の表面エネルギーが高過ぎることがある。これに伴い、前記はんだ粒子が凝集される虞がある。この場合、部品の実装工程において短絡が生じる虞がある。第２の酸化膜の酸素濃度が９５重量ｐｐｍを超えると、第２の酸化膜が厚過ぎて前記はんだ粒子があまりにも安定することがある。これに伴い、部品の実装工程において前記はんだ粒子の融着が困難になる虞がある。
【０１４１】
より好ましくは、第２の酸化膜の酸素濃度は、前記はんだ粒子と第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜９１重量ｐｐｍである。このような範囲内において、前記はんだ粒子の分散性が確保されながら、融着の可能性もさらに高くなる。
【０１４２】
さらに好ましくは、第２の酸化膜の酸素濃度は、前記はんだ粒子と第２の酸化膜の総重量に対して、２５〜８０重量ｐｐｍである。このような範囲内において、前記はんだ粒子の分散性が確保されながら、融着の可能性が最も高い。
【０１４３】
適度な酸素濃度の第２の酸化膜の形成方法に応じて、異方性導電接着剤の製造方法が、湿式法(実施例１)、湿式−超音波法(実施例２)、及び乾式法(実施例３)に分けられる。この湿式法では、前記はんだ粒子と第２の溶剤が攪拌されて、適度な酸素濃度を有する第２の酸化膜が形成される。攪拌時間に応じて、第２の溶剤内の溶存酸素量が異なる。但し、適度な酸素濃度を造成するための攪拌時間は、第２の溶剤の温度に応じて異なる。作業者は、第２の溶剤の温度を高めた後に、比較的に短い時間の間に攪拌を行って、適度な酸素濃度を造成することができる。逆に、作業者は、第２の溶剤の温度が高くなければ、比較的に長い時間の間に攪拌を行って、適度な酸素濃度を造成することができる。
【０１４４】
ステップＳ１３０において第２の酸化膜の厚さが最適化されたため、今後のステップは、酸素のない雰囲気下で行われることが好ましい。例えば、不活性ガス雰囲気下、真空雰囲気下などで今後のステップが行われることが好ましい。
【０１４５】
次いで、前記はんだ粒子、ギャッパー、及び接着樹脂が混合されて、異方性導電接着剤が製造される（Ｓ１４０）。ステップＳ１４０は、次のようにして行われてもよい。
【０１４６】
先ず、第２の酸化膜の形成された前記はんだ粒子と前記接着樹脂が混合されて、第２の酸化膜の形成された前記はんだ粒子が前記接着樹脂内に万遍なく分散される（Ｓ１４１）。ステップＳ１３０において適度な酸素濃度の第２の酸化膜が形成されたため、ステップＳ１３０後には、前記はんだ粒子は凝集されない。
【０１４７】
次いで、前記はんだ粒子の分散された前記接着樹脂と前記ギャッパーが混合される（Ｓ１４２）。
【０１４８】
好ましくは、前記混合されるギャッパーの量は、前記接着樹脂の体積に対して、２〜６０ｖｏｌ％である。
【０１４９】
前記ギャッパーの混合量が６０ｖｏｌ％を超えると、前記異方性導電接着剤内における前記接着樹脂の量が相対的に少ないため、部品の実装工程後の前記異方性導電接着剤の接合強度が低いことがある。また、この場合、前記異方性導電接着剤内の前記はんだ粒子の量も相対的に少ないため、部品の実装工程においてはんだ接合体が強固に生成されない虞がある。これは、つまり、前記異方性導電接着剤の導電性が低いため、その接触抵抗が安定していない虞があるということを意味する。
【０１５０】
前記ギャッパーの混合量が２ｖｏｌ％未満であると、部品の実装工程において一部の上下の端子の間にギャッパーが位置させられない虞がある。前記一部の上下の端子間の距離は、ギャッパーにより保たれないため、ギャッパーの大きさよりも短くなる虞がある。したがって、この場合、全体的な接合厚さにバラツキが生じてしまう。
【０１５１】
次いで、前記はんだ粒子、前記ギャッパー、及び前記接着樹脂に第２の還元剤が混合される（Ｓ１４３）。前記第２の還元剤は、第２の酸化膜と反応するカルボキシル基を含んでいてもよい。具体的に、前記第２の還元剤は、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいてもよい。
【０１５２】
好ましくは、前記混合される第２の還元剤の量は、前記はんだ粒子の重量に対して、０超え２ｗｔ％未満である。前述したように、融着速度を高めるために、第２の還元剤は、異方性導電接着剤に微量含まれる必要がある。但し、第２の還元剤が前記はんだ粒子の重量の２ｗｔ％以上に異方性導電接着剤に含まれれば、部品の実装工程において前記第２の還元剤が第２の酸化膜とあまりにも激しく反応して酸化残余物及び水分が過剰に生成される虞がある。酸化残余物や水分は蒸発されながら、異方性導電接着剤にボイドを残す虞がある。
【０１５３】
より好ましくは、前記混合される第２の還元剤の量は、前記はんだ粒子の重量に対して、０．３〜１.５ｗｔ％である。前記混合される第２の還元剤の量が０超え０．３ｗｔ％未満であるときにも、前記はんだ粒子の融着時間が短縮されるものの、従来の技術（［背景技術］の欄のボンディング工程を参照されたい）のように１０秒になることは決して容易ではない。前記混合される第２の還元剤の量が１.５ｗｔ％を超えると、第２の還元剤の量が２ｗｔ％以上であるときに匹敵するほどではないが、ボイドが生じる可能性が依然として存在する。
【０１５４】
さらに好ましくは、前記混合される第２の還元剤の量は、前記はんだ粒子の重量に対して、０．３〜１ｗｔ％である。前記混合される第２の還元剤の量が１ｗｔ％以下であれば、ボイドが生じる可能性が完全になくなる。何よりも、前記混合される第２の還元剤の量が１ｗｔ％を超えるとして、その量が１ｗｔ％以下であるときよりも、前記はんだ粒子の融着時間がさらに短縮されることはない。
【０１５５】
ステップＳ１４３が完了すれば、ペースト状の異方性導電接着剤が製造される。前記製造されたペーストがテープ成形機の離型フィルムの上に塗布されれば、フィルム状の異方性導電接着剤が製造可能である。
【０１５６】
ステップＳ１１０とステップＳ１２０との間に、水分除去ステップがあってもよい。第１の還元剤が第１の酸化膜を除去すれば、水分が生成されることがある。これは、第１の還元剤のカルボキシル基が第１の酸化膜の酸素と反応することができるためである。前記はんだ粒子の周辺に水分が存在すれば、ステップＳ１４１において、水分が前記はんだ粒子とともに前記接着樹脂に混合されることがある。これに伴い、水分を含む異方性導電接着剤が製造される虞がある。このようにして製造された異方性導電接着剤が部品の実装工程において熱を受けると、水分が気化して気泡になる可能性がある。気泡は、前記はんだ粒子の融着を妨げる虞がある。なお、気泡が第２の領域に生じる場合、下部端子間、上部端子間、またははんだ接合体間の短絡を引き起こす虞がある。
【０１５７】
水分除去ステップは、次のようにして行われてもよい。前記はんだ粒子の第１の酸化膜を第１の溶剤内から除去した後、前記はんだ粒子の収容された第１の溶剤が真空加熱攪拌機に装入される。真空加熱攪拌機内において前記はんだ粒子及び第１の溶剤が熱を受けながら攪拌されれば、水分が気化及び脱泡される。
【０１５８】
［実施例２］
実施例２と実施例１との相違点は、第２の酸化膜の形成方法である。この湿式−超音波法では、はんだ粒子の投入された第２の溶剤に超音波を照射し、実施例１の適度な酸素濃度を有する第２の酸化膜が形成される。
【０１５９】
超音波の周波数及び超音波の照射時間に応じて、第２の溶剤内の溶存酸素量が異なる。但し、適度な酸素濃度を造成するための超音波の周波数及び超音波の照射時間は、第２の溶剤の温度に応じて異なる。作業者は、第２の溶剤の温度を高めた後、比較的に低い周波数条件下で比較的に短い時間の間に超音波の照射を行って、適度な酸素濃度を造成するこができる。逆に、作業者は、第２の溶剤の温度が高くなければ、比較的に高い周波数条件下で比較的に長い時間の間に超音波の照射を行って、適度な酸素濃度を造成することができる。
【０１６０】
［実施例３］
実施例３と実施例１との相違点は、第２の酸化膜の形成方法である。この乾式法では、はんだ粒子の投入された第２の溶剤がオーブンに装入されて、実施例１の適度な酸素濃度を有する第２の酸化膜が形成される。ここで、オーブンは、第２の酸化膜の形成のためのものであるため、真空オーブンではない。
【０１６１】
前記はんだ粒子の投入された第２の溶剤は、オーブン内の予め決定された温度において予め決定された時間の間に放置される。作業者は、オーブン内の温度と放置時間を自由に定めることができる。作業者は、オーブン内の温度を比較的に高く設定し、比較的に短い時間の間に第２の溶剤を放置して、適度な酸素濃度を造成することができる。逆に、作業者は、オーブン内の温度を比較的に低く設定し、比較的に長い時間の間に第２の溶剤を放置して、適度な酸素濃度を造成することができる。
【０１６２】
参考までに、第１の還元剤と第１の酸化膜の形成されたはんだ粒子が第１の溶剤に投入されれば、カルボキシル基と第１の酸化膜が反応して生成される水分の他に、各種の還元残留不純物が生成される。湿式法や湿式−超音波法は、ステップＳ１１０において生じた還元残留不純物を第２の溶剤の振動を用いて除去することができるという点で、乾式法よりも卓越している。以下では、製造例、比較例、及び実験例について説明する。
【０１６３】
［製造例１：湿式−超音波法を用いた第２の酸化膜の形成、直径１０μｍのギャッパー］
Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ粒子（融点：２１９℃、平均直径：１５μｍ）が用意された。接着樹脂として、熱硬化性樹脂であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が用意された。第１の還元剤として、１，３−ビス（３−カルボキシプロピル）テトラメチルジシロキサンが用意された。ギャッパーとして、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、直径１０μｍ）が用意された。なお、溶剤として、トルエンが用意された。
【０１６４】
前記はんだ粒子が溶剤に投入された。前記はんだ粒子と溶剤との質量比は、１：１であった。
【０１６５】
次いで、第１の還元剤が溶剤に投入され、第１の還元剤及び前記はんだ粒子の投入された溶剤が１５０℃において３０分間加熱された。これにより、第１の酸化膜が除去された。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、前記第１の酸化膜の除去前に、第１の酸化膜を有するはんだ粒子を示すＳＥＭ画像である。また、第１の酸化膜の除去前に、前記第１の酸化膜の酸素濃度が測定されたが、前記第１の酸化膜の酸素濃度は、１３０重量ｐｐｍと測定された。第１の酸化膜の酸素濃度は、第１の酸化膜を有する前記はんだ粒子を燃焼させて生成されるガスの濃度を測定することで測定された。
【０１６６】
次いで、常温の溶剤に４０ＭＨｚの超音波を照射した。超音波の照射時間を５〜４０分まで変化させて、複数のサンプルを製造した。複数のサンプルのそれぞれは、溶剤サンプル及び溶剤サンプル内のはんだ粒子サンプルを含む。各はんだ粒子サンプルに形成された第２の酸化膜の酸素濃度は、下記表１の通りである。
【０１６７】
【表１】
0006899166.tif 000002
【０１６８】
表１のデータは、各はんだ粒子サンプルを燃焼させて生成されるガスの濃度を測定して生成されたものである。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第２の酸化膜の酸素濃度が７１重量ｐｐｍであるはんだ粒子サンプルを示すＳＥＭ画像である。図１２と図１３を比較すれば、図１３のはんだ粒子が酸化膜の制御により（第１の酸化膜の除去及び第２の酸化膜の形成により）さらに粗い表面を有することが確認された。
【０１６９】
次いで、各はんだ粒子サンプルが各溶剤サンプルから取り出された後、前記ギャッパー及び前記接着樹脂と混合された。これにより、複数のペーストが製造された。複数のペーストのそれぞれは、ペーストの総重量に対して、前記はんだ粒子６８ｗｔ％、前記接着樹脂２６．９ｗｔ％、前記ギャッパー５ｗｔ％、及びその他の成分０．１ｗｔ％から構成される。前記ギャッパーの含量は、前記接着樹脂の体積に対しては、１０ｖｏｌ％である。
【０１７０】
複数のペーストを離型フィルムの上に塗布して、複数のフィルムが形成された。複数のフィルムが形成される間に、複数のペーストに混ざっている微量の溶剤を除去するために、周囲の温度が８０℃に保たれた。
【０１７１】
形成された複数のフィルムに対して、前記はんだ粒子の分散性が光学顕微鏡により確認された。その結果は、下記表２の通りである。
【０１７２】
【表２】
0006899166.tif 000003
【０１７３】
表２を参照すると、超音波の照射時間が２０分以上であるとき、前記はんだ粒子が前記接着樹脂内において分散されることが確認された。
【０１７４】
表１及び表２を参照すると、超音波の照射時間が２０分以上であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２５重量ｐｐｍ以上となって、前記はんだ粒子が分散されることが確認された。
【０１７５】
［製造例２：湿式−超音波法を用いた第２の酸化膜の形成、直径３０μｍのギャッパー］
直径３０μｍのギャッパーを用い、超音波の照射時間を３０分としたことを除いては、製造例１の方法と同様にして、１枚のフィルムを製造した。光学顕微鏡により、製造されたフィルム内に前記はんだ粒子が分散されていることが確認された。
【０１７６】
［製造例３：乾式法を用いた第２の酸化膜の形成］
製造例１の方法と同様にして、第１の酸化膜の除去後に、はんだ粒子の投入された溶剤がオーブンに装入された。前記はんだ粒子の投入された溶剤がオーブン内の１００℃において放置された。放置時間を２〜３０まで変化させて、複数のサンプルを製造した。各はんだ粒子サンプルに形成された第２の酸化膜の酸素濃度は、下記表３の通りである。
【０１７７】
【表３】
0006899166.tif 000004
【０１７８】
次に、製造例１の方法と同様にして、複数のフィルムを製造した。複数のフィルムに対して、前記はんだ粒子の分散性が光学顕微鏡により確認された。その結果は、下記表４の通りである。
【０１７９】
【表４】
0006899166.tif 000005
【０１８０】
表４を参照すると、放置時間が５分以上であるとき、前記はんだ粒子が前記接着樹脂内において分散されることが確認された。
【０１８１】
表３及び表４を参照すると、放置時間が５分以上であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２９重量ｐｐｍ以上となって、前記はんだ粒子が分散されることが確認された。
【０１８２】
［比較例１：ギャッパーの除外］
超音波の照射時間を３０分とし、はんだ粒子及び接着樹脂にギャッパーを混合しなかったことを除いては、製造例１の方法と同様にして１枚のフィルムを製造した。光学顕微鏡により、製造されたフィルム内に前記はんだ粒子が分散されていることが確認された。
【０１８３】
［比較例２：第１の酸化膜の除去後に第２の酸化膜を形成せず］
製造例１の方法と同様にして、第１の酸化膜が除去された。次いで、超音波の照射を行わず、直ちにはんだ粒子及び接着樹脂が混合された。超音波の照射を行わなかったことを除いては、製造例１の方法と同様にしてフィルムを製造した。光学顕微鏡により、製造されたフィルム内に前記はんだ粒子が分散されていないことが確認された。
【０１８４】
［実験例１：短絡有無の評価］
製造例１〜３、比較例１及び２において製造されたフィルムと関連して、はんだ粒子が短絡を引き起こすかどうかを確認するために、部品の実装工程が行われた。次いで、短絡の評価実験が行われた。製造例１〜３のフィルムのうち、光学顕微鏡で観察したときに、はんだ粒子が分散されていないフィルムは、短絡の実験に供されなかった。
【０１８５】
ピッチ７０μｍ及び幅（ピッチに垂直な方向）１００μｍの端子を有する一対のＦＰＣＢが用意された。
【０１８６】
下部ＦＰＣＢに、製造例１〜３、比較例１及び２において製造されたフィルムがそれぞれ粘着された。前記粘着されたフィルムが上部ＦＰＣＢにより覆われた後、ホットバーが７０℃及び０．２ＭＰａにて上部ＦＰＣＢを１次熱圧着した。これにより、上下のＦＰＣＢが仮付け溶接された。次いで、ホットバーが２４５℃及び１ＭＰａにて上部ＦＰＣＢを１０秒間２次熱圧着した。
【０１８７】
短絡の評価実験を行ったところ、比較例１及び２において製造されたフィルムにより接合されたＦＰＣＢにおいて短絡が生じた。製造例１〜３において製造されたフィルムにより接合されたＦＰＣＢにおいては、短絡が生じなかった。
【０１８８】
図１４（ａ）は、製造例１〜３において製造されたフィルムのうちのいずれか一枚のフィルムで部品の実装を行った後に撮影されたはんだ接合体の光学顕微鏡画像である。図１４（ｂ）は、比較例２において製造されたフィルムで部品の実装を行った後に撮影されたはんだ接合体の光学顕微鏡画像である。図１４（ｂ）では、図１４（ａ）には示されていないはんだ接合体間のブリッジが現れる。したがって、はんだ粒子の第１の酸化膜が除去されれば、はんだ粒子の表面エネルギーが高くなってはんだ粒子が凝集され、部品の実装工程において短絡が生じるということが確認された。なお、はんだ粒子の酸化膜が適宜に制御されれば、はんだ粒子の凝集を防止することができ、部品の実装工程においては、短絡を防止することができるということが確認された。
【０１８９】
比較例１では、はんだ粒子の分散性が悪くないにも拘わらず、短絡が生じた。これは、２次熱圧着工程中、はんだバンプが形成されてから、はんだバンプのうちの一部が第２の領域に流出されたためである。したがってギャッパーがはんだバンプをなす溶融はんだが第１の領域から第２の領域に流出されるのを防止することが確認された。
【０１９０】
図１５（ａ）は、製造例１において製造されたフィルムのうちのいずれか一枚のフィルムにより接合されたＦＰＣＢを示す光学顕微鏡画像である。図１５（ｂ）は、製造例２において製造されたフィルムにより接合されたＦＰＣＢを示す光学顕微鏡画像である。図１５（ａ）において、接合厚さは、ギャッパーの直径である１０μｍである。なお、図１５（ｂ）において、接合厚さは、ギャッパーの直径である３０μｍである。したがって、ギャッパーの大きさに応じて、接合厚さが調節可能であることが確認された。
【０１９１】
［実験例２：融着有無の評価］
実験例１において接合されたＦＰＣＢに対して、はんだ粒子の融着有無が光学顕微鏡により確認された。
【０１９２】
製造例１において超音波の照射時間別に製造されたフィルムにより接合されたＦＰＣＢに対して、各はんだ粒子の融着有無は、下記表５の通りである。
【０１９３】
【表５】
0006899166.tif 000006
【０１９４】
表５を参照すると、超音波の照射時間が３５分以下であるとき、はんだ粒子が融着されることが確認された。なお、超音波の照射時間が３５分を超えると、前述した第１の問題点が現れることも確認された。
【０１９５】
下記表６は、表１、表２、及び表５をまとめたものである。
【０１９６】
【表６】
0006899166.tif 000007
【０１９７】
表６を参照すると、超音波の照射時間が２０〜３５分であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２５〜９０重量ｐｐｍとなって、はんだ粒子が接着樹脂内において分散され、部品の実装工程において上下の端子に融着されることが確認された。なお、超音波の照射時間が２０〜３３分であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２５〜８０重量ｐｐｍとなって、はんだ粒子がさらに安定して融着されることが確認された。
【０１９８】
製造例３において放置時間別に製造されたフィルムにより接合されたＦＰＣＢに対して、各はんだ粒子の融着有無は、下記表７の通りである。
【０１９９】
【表７】
0006899166.tif 000008
【０２００】
表７を参照すると、放置時間が８分以下であるとき、はんだ粒子が融着されることが確認された。なお、放置時間が８分を超えると、前述した第１の問題点が現れることも確認された。
【０２０１】
下記表８は、表３、表４、及び表７をまとめたものである。
【０２０２】
【表８】
0006899166.tif 000009
【０２０３】
表８を参照すると、放置時間が５〜８分であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２９〜９１重量ｐｐｍとなって、はんだ粒子が接着樹脂内において分散され、部品の実装工程において上下の端子に融着されることが確認された。なお、放置時間が５〜６分であるとき、第２の酸化膜の酸素濃度が２９〜７８重量ｐｐｍとなって、はんだ粒子がさらに安定して融着されることが確認された。
【０２０４】
［製造例４：低融点はんだ粒子を含む異方性導電接着剤の製造］
低融点はんだ粒子であるＳｎ−５８Ｂｉ（融点：１３９℃）に対して、製造例３の方法と同様にして、フィルムを製造した。但し、第１の酸化膜の除去に際して溶剤を加熱する温度は１００℃であり、超音波の照射時間は３０分であった。製造されたフィルムに対して、低融点はんだ粒子が接着樹脂内において分散されることが光学顕微鏡により確認された。
【０２０５】
［実験例３：短絡有無及び融着有無の評価］
製造例４において製造されたフィルムに対して、実験例１の方法と同様にして、部品の実装工程を行った。但し、２次熱圧着の際に上部ＦＰＣＢに印加された熱の温度は、１４５℃であった。
【０２０６】
実験例１の方法と同様にして短絡有無を評価したところ、製造されたフィルムにより接合された部品において、短絡が生じないことが確認された。
【０２０７】
実験例２の方法と同様にして融着有無を評価したところ、低融点はんだ粒子が安定して融着されることが確認された。
【０２０８】
本発明について、図示の実施形態に基づいて説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形例及び均等な他の実施形態を採用できることを理解する。よって、本発明の真の技術的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲により定められる。
【符号の説明】
【０２０９】
１      異方性導電接着剤
１１    はんだ粒子
１１ａ  溶融はんだ
１１ｂ  はんだバンプ
１１ｃ  はんだ接合体
１１ｄ  ブリッジ
１２    還元剤
１３    接着樹脂
１４    第１の酸化膜
１５    ボイド
１６    第２の酸化膜
１７    第２の還元剤
１８    ギャッパー
２      下部基板
３      下部端子
４      上部基板
５      上部端子
６      第１の領域
７      第２の領域
【図１】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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