JP2007302864A

JP2007302864A - 接着フィルム、これを用いた回路部材の接続構造

Info

Publication number: JP2007302864A
Application number: JP2006268385A
Authority: JP
Inventors: Takuya Chayama; 卓也茶山; Kazuya Matsuda; 和也松田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】十分に接続信頼性の高い接着フィルム及びそれを用いた回路部材の接続構造を提供すること。
【解決手段】相対峙する回路電極間を電気的に接続するために用いられる接着フィルムであって、第１の電極１０を有する第１の回路部材１と、接着フィルム３と、第２の電極２０を有する第２の回路部材２とをこの順で積層し、それらの積層方向に所定の条件で加熱及び加圧した後の接着フィルム４における第１の回路部材の縁部からはみ出した部分が、第２の回路部材２における第１の回路部材１に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角θを有する接着フィルム。
【選択図】図１

Description

本発明は、接着フィルム及びこれを用いた回路部材の接続構造に関する。

回路電極同士又はＩＣチップ等の電子部品と配線基板とを電気的に接続する際には、接着剤中に導電性粒子を分散させた接着フィルムが使用されている。このような接着フィルムは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）のドライバＩＣを実装するための接続材料として重要な役割を果たしている。接着フィルムは通常、電子部品、配線基板に備えられた電極や回路に挟まれて、それらの積層方向に加熱及び加圧されることで両者の電気的接続を可能としている。

ところで現在、ＬＣＤはノートＰＣやモニタ及びテレビ向けの大型パネルから、携帯電話やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ゲーム等のモバイル機器向けの中・小型ＬＣＤまで多様な用途に適用されている。これらのＬＣＤには接着フィルムによるドライバＩＣの実装が採用されている。ＬＣＤでのドライバＩＣ実装は、例えば、ドライバＩＣをＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）化し、これをＬＣＤパネルやプリント配線基板（ＰＷＢ；ＰｒｉｎｔｅｄｗｉｒｉｎｇＢｏａｒｄ）に接着フィルムによって電気的に接続することによって行われる。また、携帯電話等の中・小型ＬＣＤでは、ベアドライバＩＣを接着フィルムによって直接ＬＣＤパネルへ実装するＣＯＧ（ＣｈｉｐｏｎＧｌａｓｓ）方式が採用されている。

これらの接着フィルムとしては、一般的に、特許文献１に示されるような、導電性粒子を分散した接着層（導電性接着層）と接着剤のみの層（絶縁性接着層）とを積層した２層構造の接着フィルムが用いられている。
特開平８−２７９３７１号公報

しかしながら、従来の接着フィルムは、回路部材の接続構造の構成材料として用いた場合の接続信頼性について、未だ改良の余地が残されていた。即ち、回路部材上の回路電極、例えばドライバＩＣの外周部におけるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）電極の腐食・断線による接続信頼性の低下を防止する点で、未だ改良の余地が残されていた。

そこで、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、十分に接続信頼性の高い接着フィルム及びそれを用いた回路部材の接続構造を提供することを目的とする。

本発明者らは、従来の接着フィルムを用いた場合において、電極の腐食が生じた際の状況を鋭意検討した結果、当該腐食は加熱及び加圧後の接着フィルムの端部における、水分と電子による還元反応に起因して生じているのではないかと考えた。例えば、金属酸化物からなる電極では、水分の存在下で電子が供給された場合に、金属酸化物が金属に還元され、腐食・断線することが考えられる。そこで、本発明者らは、この腐食を効率的に防止するために、加熱及び加圧後の接着フィルムの端部における電極と水分との接触を防止する方法を着想した。

すなわち、本発明は、相対峙する回路電極間を電気的に接続するために用いられる接着フィルムであって、第１の電極を有する第１の回路部材と、接着フィルムと、第２の電極を有する第２の回路部材とをこの順で積層し、それらの積層方向に所定の条件で加熱及び加圧しした後の接着フィルムにおける第１の回路部材の縁部からはみ出した部分（以下、「はみ出し部」ともいう。）が、第２の回路部材における第１の回路部材に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角を有する接着フィルムを提供する。

本発明の接着フィルムによれば、回路部材中の電極の腐食・断線を十分に防止することが可能となり、十分に高い接続信頼性が得られる。

本発明の接着フィルムにより上記の目的を達成できる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らの考えを、図面を用いて以下に説明する。

図１は、本発明に係る接触角θの測定対象となる評価体を作製する際に、回路部材間に接着フィルムを挟み、それらを積層方向に加熱及び加圧する工程を示す工程断面図である。

（ａ）は、第１の電極１０を有する第１の回路部材１と、本発明の接着フィルム３と、第２の電極２０を有する第２の回路部材２とを、この順で積層した状態を部分的に表す。なお、重力は第１の回路部材１から、第２の回路部材２の方向に向かって働いているものとする。これらを積層方向に所定の条件で加熱及び加圧することにより、接着フィルム３が硬化され、（ｂ）に示す、加熱及び加圧後の接着フィルム４を有する評価体１００が得られる。加熱及び加圧により、接着フィルム３が流動するため、接着フィルム４はその一部が第１の回路部材１の縁部からはみ出している。ここで、接着フィルム４のはみ出し部が、第２の回路部材２における第１の回路部材に対向する面に対して有する接触角をθとし、接着フィルム４の端部と第２の電極２０の接する部分をＦとする。

接触角θが３１°未満である場合には、はみ出し部における第２の電極２０を覆う部分の厚さが不十分となる。このため、はみ出し部と第２の電極２０との間に外部からの水分が浸透し、接着フィルム４と第２の電極２０の接する部分Ｆ周辺の第２の電極２０が、電圧をかけた際に腐食されやすくなる。その結果、十分に接続信頼性の高い接着フィルムは得られない。

これに対し、接触角θが３１〜９０°である場合には、はみ出し部における第２の電極２０を覆う部分の厚さが十分となる。これにより、はみ出し部と第２の電極２０との間への外部からの水分の浸透を防止することが可能となり、第２の電極２０の腐食を防ぐことができる。その結果、十分に接続信頼性の高い接着フィルムが得られる。

なお、上記の所定の条件とは、第１の回路部材をＩＣチップ、第２の回路部材をガラス基板とし、第１の回路部材の一端と本発明の接着フィルムの一端との位置を合わせた状態で、２１０℃、８０ＭＰａで５秒間加熱及び加圧する条件をいう。

本発明の接着フィルムは、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂用硬化剤及び導電性粒子を含有していてもよい。ここで、「熱硬化性樹脂用硬化剤」とは、熱硬化性樹脂とともに加熱した場合に、熱硬化性樹脂の硬化を促進する硬化剤を示す。

本発明の接着フィルムは、上記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、より耐熱性に優れた接着フィルムが得られる。

本発明の接着フィルムは、上記熱硬化性樹脂用硬化剤が潜在性硬化剤であることが好ましい。これにより、より取り扱いが容易な接着フィルムが得られる。ここで、「潜在性硬化剤」とは、熱硬化性樹脂と配合した場合に、室温で安定に貯蔵できる硬化剤を示す。

本発明の接着フィルムは、上記導電性粒子の含有量が、接着フィルム全体の体積に対して、０．１〜４５体積％であることが好ましい。上記導電性粒子の含有量が０．１体積％未満であると、導電性粒子による相対峙する回路電極間の導電効果が十分に発揮されない傾向にある。また、上記導電性粒子の含有量が４５体積％を超えると、隣り合う回路電極間の短絡が発生しやすくなり、異方導電性が低下するおそれがある。

本発明の接着フィルムは、さらにフィルム形成性高分子を含有することが好ましい。これにより、硬化時の応力緩和性及び接着性に優れた接着フィルムが得られる。ここで、「フィルム形成性高分子」とは、接着フィルムの成分として用いられた場合に、硬化時の応力緩和性及び接着性を付与する効果があるものを指す。

本発明の回路部材の接続構造は、第１の電極を有する第１の回路部材と、接着フィルムと、第２の電極を有する第２の回路部材とをこの順で、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向するように積層し、それらの積層方向に加熱及び加圧して、対向配置した第１の電極と第２の電極とを電気的に接続させてなる接続構造であって、加熱及び加圧した後の接着フィルムにおける第１の回路部材の縁部からはみ出した部分が、第２の回路部材における第１の回路部材に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角を有する接続構造である。このような回路部材の接続構造によれば、本発明の接着フィルムを用いているため、十分に接続信頼性が高い。

本発明によれば、回路部材中の電極の腐食・断線を防止し、十分に接続信頼性の高い接着フィルム及びそれを用いた回路部材の接続構造を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

（接着フィルム）
本発明の接着フィルムは、相対峙する回路電極間を電気的に接続するために用いられる接着フィルムであって、第１の電極を有する第１の回路部材と、接着フィルムと、第２の電極を有する第２の回路部材とをこの順で積層し、それらの積層方向に所定の条件で加熱及び加圧しした後の接着フィルムのはみ出し部が、第２の回路部材における第１の回路部材に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角を有するものである。なお、接着フィルムのはみ出し部が、第２の回路部材における第１の回路部材に対向する面に対して有する接触角を、本明細書中では、以下、「接触角θ」という。

接触角θは、外部からの水分の浸透を防止する効果をより高めるため、３６〜９０°であることが好ましく、４０〜９０°であることがより好ましい。

接着フィルムは、導電性粒子を含有していることが好ましい。また、導電性粒子が含有されていなくとも、回路電極同士の直接接触により回路部材を接続することが可能である。ただし、導電性粒子を含有することにより、より安定して接続することが可能となる。

導電性粒子としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ及びはんだ等の金属粒子、ポリスチレン等の高分子の絶縁粒子にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ及びはんだ等の導電性物質を被覆したものが挙げられる。これらの中で、相対峙する回路電極間の導電効果をより十分に発揮させ、更に高い信頼性を得る観点から、ポリスチレン等の高分子の絶縁粒子にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ及びはんだ等の導電性物質を被覆したものが好ましい。さらにその表面上にＳｎ、Ａｕ及びはんだ等の層を形成したものであってもよい。

導電性粒子の平均粒径は、隣り合う電極間の短絡を一層有効に防止する観点から、回路部材上に形成された電極間の間隔のうち最小のものよりも小さいことが好ましい。また、導電性粒子の平均粒径は、相対向する電極間をより有効に接続する観点から、積層方向における電極の高さのうち、最も高いものと最も低いものとの高さの差よりも大きいことが好ましい。例えば、導電性粒子の平均粒径は１〜１０μｍであることが好ましい。この平均粒径が１μｍを下回ると、上記範囲内にある場合と比較して、相対向する電極が電気的に接続し難くなる傾向にある。また、平均粒径が１０μｍを超えると、上記範囲内にある場合と比較して、隣り合う電極間が短絡しやすくなる傾向にある。

このような導電性粒子の含有量は、接着フィルム全体の体積に対して、０．１〜４５体積％であることが好ましく、１．０〜４０体積％であることがより好ましい。この含有量が０．１体積％未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、導電性粒子による相対峙する回路電極間の導電効果が十分に発揮されない傾向にある。この含有量が４５体積％を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、隣り合う回路電極間の短絡が発生しやすくなり、異方導電性が低下するおそれがある。

接着フィルムは、さらに熱硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂用硬化剤を含有していてもよい。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン−ビスマレイミド樹脂及びフェノール樹脂が挙げられる。これらの中では耐熱性を向上させる観点から、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ及び／又はビスフェノールＡＦ等とから誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂；エピクロルヒドリンとフェノールノボラック及び／又はクレゾールノボラックとから誘導されるエポキシノボラック樹脂；ナフタレン環を含んだ骨格を有するナフタレン系エポキシ樹脂；グリシジルアミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、脂環式等の１分子内に２個以上のグリシジル基を有する各種のエポキシ化合物が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を混合して用いられる。これらのエポキシ樹脂は、不純物イオン（Ｎａ^＋、Ｃｌ⁻等）、加水分解性塩素等の含有量が３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これにより、エレクトロンマイグレーションをより有効に防止することができる。

このような熱硬化性樹脂の含有量は、導電性粒子を除く接着フィルム全体の質量に対して、１０〜８０質量％であることが好ましく、１５〜７０質量％であることがより好ましく、２０〜６０質量％であることが特に好ましい。この含有量が１０質量％未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、接着フィルムの流動性及び作業性が低下する傾向にある。この含有量が８０質量％を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、接着性の向上効果が低下する傾向にある。

熱硬化性樹脂用硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、ヒドラジド系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ポリアミンの塩、アミンイミド及びジシアンジアミドが挙げられる。これらの中で、エポキシ樹脂の硬化に用いる観点から、イミダゾール系硬化剤、ヒドラジド系硬化剤、三フッ化ホウ素アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩及びジシアンジアミドが好ましい。さらにこれらの熱硬化性樹脂用硬化剤は、取り扱いが容易であることから、潜在性硬化剤であることが好ましく、ポリウレタン系及び／又はポリエステル系の高分子物質で被覆し、マイクロカプセル化されたものがより好ましい。

このような熱硬化性樹脂用硬化剤の含有量は、導電性粒子を除く接着フィルム全体の質量に対して、３０〜８０質量％であることが好ましく、４０〜７０質量％であることがより好ましく、４０〜６０質量％であることが特に好ましい。この含有量が３０質量％未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、接着性の向上効果が低下する傾向にある。この含有量が８０質量％を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、接着フィルムの保存の際の安定性が低下する傾向にある。

接着フィルムは、硬化時の応力緩和性及び接着性の観点から、さらにフィルム形成性高分子を含有することが好ましい。フィルム形成性高分子としては、より良好にフィルムを形成できるという観点から、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂等の熱可塑性の高分子が好ましく、フェノキシ樹脂がより好ましい。これらのフィルム形成性高分子の重量平均分子量は、接着フィルムの流動性の観点から、１００００〜１０００００００であることが好ましい。このフィルム形成性高分子の重量平均分子量が１００００未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、接着フィルムの形成性が低下する傾向にある。このフィルム形成性高分子の重量平均分子量が１０００００００を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、接着フィルムの硬化時の応力緩和効果及び作業性が低下する傾向にある。

このようなフィルム形成性高分子の含有量は、導電性粒子を除く接着フィルム全体の質量に対して、２〜８０質量％であることが好ましく、５〜７０質量％であることがより好ましく、１０〜６０質量％であることが特に好ましい。フィルム形成性高分子の含有量が２質量％未満であると、上記数値範囲にある場合と比較して、硬化時の応力緩和効果及び接着性向上効果が低下する傾向にあり、８０質量％を超えると接着フィルムの流動性及び作業性が低下する傾向にある。

接着フィルムは、接着性の向上の観点から、さらにカップリング剤を含有していてもよい。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤及びチタン系カップリング剤が挙げられる。これらの中では、より高い接着力を付与できる点で、シランカップリング剤が好ましい。

シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（１，３―ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、Ｎ，Ｎ’―ビス［３−（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリオキシエチレンプロピルトリアルコキシシラン、及びポリエトキシジメチルシロキサンが挙げられる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて用いられる。

このようなカップリング剤を用いる場合、その含有量は、導電性粒子を除く接着フィルム全体の質量に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．２〜８質量％であることがより好ましい。１０質量％を超えると接着フィルムの保存の際の安定性が低下する傾向にある。

接着フィルムの形成は、上述の各成分を含む組成物（接着組成物）を有機溶剤に溶解あるいは分散することで液状化して塗布液を調製し、この塗布液を剥離性基材（支持フィルム）上に塗布して、硬化剤の活性温度以下で溶剤を除去することにより行うことができる。このとき用いる溶剤は、芳香族炭化水素系溶剤と含酸素系溶剤との混合溶剤が、材料の溶解性を向上させる観点から好ましい。また、剥離性基材としては、離型性を有するように表面処理されたＰＥＴフィルム等が好適に用いられる。

なお、本発明の接着フィルムは、上述の接着組成物を含有する単一の層からなるフィルムであっても、互いに組成の異なる複数の層を有するフィルムであってもよい。例えば、導電性粒子を含有する導電性接着層と、導電性粒子を含有しない絶縁性接着層とを別々に有する２層構造のフィルムであってもよい。

接触角θは、例えば、次の（１）〜（３）のうちいずれかの条件を満たすときに、上記の範囲とすることができる。ただし、接触角θを上記の範囲とする条件は、これらの条件に限定されない。すなわち、従来の接着フィルムよりも相対的にフィルム形成性高分子等の高分子量成分を多めに配合したり、熱硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂用硬化剤等の低分子量成分を少なめに配合したりすることによっても、接触角θを上記の範囲とすることができる。また、熱硬化性樹脂成分として流動性の低い構造の樹脂を使用することによっても、接触角θを上記の範囲とすることができる。なお、接触角θを上記の範囲とする条件は、当業者であれば従来のものと比較することにより判断することができる。

（１）上記フィルム形成性高分子の含有量を、導電性粒子を除く接着フィルム全体の質量に対して、３５〜６０質量％とすることにより、接触角θを上記の範囲とすることができる。これにより、接触角θが上記の範囲となる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らは、従来に比べ多量のフィルム形成性高分子を用いることにより、得られる接着フィルムの流動性が低下することが、その理由の１つであると考えている。

なお、上記の２層構造を有する接着フィルムにおいては、絶縁性接着層に、上記フィルム形成性高分子を、絶縁性接着層全体の質量に対して、３５〜６０質量％含有することにより、接触角θの値を上記の範囲とすることができる。この際、導電性接着層における上記フィルム形成性高分子の含有量は上記の範囲に限られない。

（２）上記フィルム形成性高分子が、ガラス転移温度が１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃であるものを含むことにより接触角θの値を上記の範囲とすることができる。これにより、接触角θが上記の範囲となる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らは、従来に比べガラス転移温度の高いフィルム形成性高分子を用いることにより、加熱による接着フィルムの流動性の上昇を抑制できることが、その理由の１つであると考えている。

（３）回路形成部材の接続構造を形成する際には、上述した接着フィルムを用いなくとも、接続条件によって接触角θを上記の範囲とすることができる。例えば、第１の回路部材と、上述の接着フィルムと、第２の回路部材とからなる積層体が、１５０〜２００℃で８〜２０秒間、好ましくは１５０〜１８０℃で１０〜２０秒間加熱及び加圧されることにより、接触角θの値を上記の範囲とすることができる。これにより、接触角θが上記の範囲となる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らは、従来に比べ低温で長時間加熱及び加圧することにより、加熱による接着フィルムの流動性の上昇を抑制できることが、その理由の１つであると考えている。

なお、これらの条件（１）〜（３）は単独で採用してもよく、複数を組み合わせて採用してもよい。

本実施形態の接着フィルムによれば、回路部材中の電極の腐食・断線を十分に防止することが可能となり、十分に高い接続信頼性が得られる。

（回路部材の接続構造）
図２は、本発明に係る回路部材の接続構造の好適な一実施形態を示す概略断面図である。図２に示す接続構造１１０は、相互に対向する第１の回路部材４０及び第２の回路部材３０を備えており、第１の回路部材４０と第２の回路部材３０との間には、これらを接続する回路接続部材１５が設けられている。

第１の回路部材４０は、第１の回路基板４１と、第１の回路基板４１の主面４１ａ上に形成された第１の電極４２とを有する。第２の回路部材３０は、第２の回路基板３１と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に形成された第２の電極３２とを有する。回路接続部材１１０においては、第１の電極４２と第２の電極３２とが対向配置され、かつ電気的に接続されている。なお、第１の回路基板４１の主面４１ａ上、及び第２の回路基板３１の主面３１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。

第１及び第２の回路基板４１、３１としては、半導体、ガラス及びセラミック等の無機物、ＴＣＰ、ＦＰＣ及びＣＯＦに代表されるポリイミド基材、ポリカーボネート及びポリエステルスルホン等の有機物、これらの無機物や有機物を複合化した材料からなる基板が挙げられる。

第１及び第２の回路部材４０、３０の具体例としては、液晶ディスプレイに用いられている、ＩＴＯ等で回路電極が形成されたガラス基板又はプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板及び半導体シリコンチップが挙げられる。これらは必要に応じて組み合わせて使用される。

また、第１の回路部材は、ＩＣチップであってもよい。ＩＣチップとしては、特に制限されないが、例えば、シリコン及びゲルマニウムの４族の半導体素子、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＮＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体素子、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ及びＺｅＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体素子、そして、ＣｕＩｎＳｅ（ＣｌＳ）等の種々のものを用いることができる。

回路接続部材１５は、上述の導電性粒子を含有する接着フィルムの硬化体であり、絶縁層１１と、絶縁層１１内に分散している導電性粒子７とから構成されている。

本実施形態の接続構造１１０は、以下のようにして製造することができる。まず、第１及び第２の回路部材４０、３０の間に、本実施形態の接着フィルムを介在させる。このとき、第１の電極４２及び第２の電極３２が相互に対向するように、第１及び第２の回路部材４０、３０を配置する。次に、第１及び第２の回路部材４０、３０を介して接着フィルムを加熱しながら、それらの積層方向に加圧して、接着フィルムの硬化処理を施し接続構造１１０を形成する。硬化処理は、一般的な方法により行うことが可能であり、その方法は接着剤組成物により適宜選択される。なお、加熱及び加圧の際に、第１及び第２の回路部材４０、３０のどちらか一方の側から光を照射して、第１及び第２の電極４２、３２の位置合わせを行ってもよい。

このようにして接続構造１１０を製造すると、対向する第１の電極４２と第２の電極３２との間の抵抗値が十分に低減され、且つ安定化されると共に、隣り合う第１の電極４２同士及び第２の電極３２同士の間の絶縁性が十分に向上された接続構造１１０を得ることができる。

本実施形態の回路部材の接続構造によれば、本実施形態に係る接着フィルムを用いているため、回路部材中の電極の腐食・断線を十分に防止することが可能となり、十分に高い接続信頼性が得られる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

熱硬化性樹脂として２官能ナフタレン系エポキシ樹脂（ＨＰ４０３２Ｄ；大日本インキ化学工業株式会社製、商品名）、柔軟強靭性エポキシ樹脂（ＥＸＡ−４８５０−１０００；大日本インキ化学工業株式会社製、商品名）、多官能エポキシ樹脂（ＥＰ−１０３２Ｈ６０；ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名）及びビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＹＬ９８０；ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名）、フィルム形成性高分子としてフルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂（ＦＸ−２９３；東都化成株式会社製、商品名、重量平均分子量４２０００）、高Ｔｇ低弾性率フェノキシ樹脂（ＦＸ−３１０；東都化成株式会社製、商品名、重量平均分子量４２５００）及びビスフェノールＡＦ型フェノキシ樹脂（ＺＸ−１３５６−２；東都化成株式会社製、商品名）、硬化剤としてマイクロカプセル化された硬化剤（ＨＸＡ３０４２；旭化成エポキシ株式会社製、商品名）、並びに、カップリング剤としてシランカップリング剤（ＳＨ６０４０；東レダウシリコーン株式会社製、商品名）を準備した。また、導電性粒子として、ポリスチレンを核とする粒子の表面に、厚み０．２μｍのニッケル層を設け、このニッケル層の外側に、厚み０．０４μｍの金層を設けることにより作製した平均粒径４μｍの導電性粒子を準備した。

（実施例１）
固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂１１質量部、柔軟強靭性エポキシ樹脂１１質量部、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂１０質量部、高Ｔｇ低弾性率フェノキシ樹脂３０質量部、マイクロカプセル化された硬化剤３８質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合した。そこに、導電性粒子を、得られる接着フィルム全体の体積に対して３５体積％となるように配合し、分散させ、組成物を得た。

得られた組成物を、簡易塗工機（テスター産業製）を用いて、片面を表面処理した厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに塗布し、７０℃で５分間熱風乾燥した。こうして、ＰＥＴフィルム上に設けられた厚さ２３μｍの接着フィルムを得た。

（実施例２）
固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂５．５質量部、柔軟強靭性エポキシ樹脂５．５質量部、多官能エポキシ樹脂４質量部、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂１０質量部、高Ｔｇ低弾性率フェノキシ樹脂３０質量部、マイクロカプセル化された硬化剤４５質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合した。そこに、導電性粒子を、得られる接着フィルム全体の体積に対して３５体積％となるように配合し、分散させ、組成物を得た。

（実施例３）
固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂１７．５質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２．５質量部、ビスフェノールＡＦ型フェノキシ樹脂１０質量部、高Ｔｇ低弾性率フェノキシ樹脂２５質量部、マイクロカプセル化された硬化剤４５質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合した。そこに、導電性粒子を、得られる接着フィルム全体の体積に対して３５体積％となるように配合し、分散させ、第１の組成物を得た。

また、固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂５．５質量部、柔軟強靭性エポキシ樹脂５．５質量部、多官能エポキシ樹脂４質量部、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂１０質量部、高Ｔｇ低弾性率フェノキシ樹脂３０質量部、マイクロカプセル化された硬化剤４５質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合し、第２の組成物を得た。

第１の組成物を、簡易塗工機（テスター産業製）を用いて、片面を表面処理した厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃で５分間熱風乾燥した。こうして、ＰＥＴフィルム上に設けられた厚さ１０μｍの導電性接着層を得た。

次いで、第２の組成物を、簡易塗工機（テスター産業製）を用いて、片面を表面処理した厚さ５０μｍの別のＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃で５分間熱風乾燥した。こうして、ＰＥＴフィルム上に設けられた厚さ１３μｍの絶縁性接着層を得た。

次に、上述の導電性接着層上に上述の絶縁性接着層を積層し、ホットラミネータを用いて６０℃でラミネートして、さらに絶縁性接着層からＰＥＴフィルムを剥離した。こうして、ＰＥＴフィルム上に設けられており、導電性接着層と絶縁性接着層とが積層されてなる厚さ２３μｍの接着フィルムを得た。

（比較例１）
固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂２０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３質量部、ビスフェノールＡＦ型フェノキシ樹脂１０質量部、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂２５質量部、マイクロカプセル化された硬化剤４２質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合した。そこに、導電性粒子を、得られる接着フィルム全体の体積に対して３５体積％となるように配合し、分散させ、第１の組成物を得た。

また、固形分として、２官能ナフタレン型エポキシ樹脂１０質量部、柔軟強靭性エポキシ樹脂１０質量部、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂１０質量部、ビスフェノールＡＦ型フェノキシ樹脂２５質量部、マイクロカプセル化された硬化剤４５質量部、シランカップリング剤１質量部となるように各成分を配合し、第２の組成物を得た。

（回路部材の接続構造の形成）
実施例１〜３及び比較例１の接着フィルムを３．０ｍｍ幅にスリットし、ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板上に、８０℃、１ＭＰａで２秒間加熱及び加圧し、仮接続した。その後、ＰＥＴフィルムを接着フィルムから剥離し、バンプ電極を有する半導体とＩＴＯ電極が形成されたガラス基板との電極の位置を合わせ、２１０℃、８０ＭＰａで５秒間加熱及び加圧し、本接続することにより、回路部材の接続構造を形成した。なお、接触角θを測定するために接着フィルムの一端とバンプ電極を有する半導体の一端の位置を合わせて加熱及び加圧した。

（接触角θの測定）
実施例１〜３及び比較例１の接着フィルムを用いて得られた回路部材の接続構造を、１２０℃で１時間、熱風乾燥処理した。これをダイヤモンドカッターにより適度な大きさに切断し、エポキシ樹脂及び硬化剤を用いて注形し、硬化させた。そして、金属顕微鏡（倍率４５０倍）を用いて硬化体の端部とＩＴＯ電極の接する部分付近を観察し、接触角θを求めた。その結果を表１に示す。

（回路部材の接続構造の信頼性評価）
実施例１〜３及び比較例１の接着フィルムを用いて得られた回路部材の接続構造を、硬化した接着フィルムが外気に直接触れないようにするためにシリコーン封止剤（ＴＳＥ３９９Ｗ；東芝シリコーン株式会社、商品名）を用いて封止した。これを室温にて６時間以上乾燥させた後に、６０℃、湿度９０％の高温高湿槽にて１２時間処理した。この後、同環境下にて、ＩＴＯ電極に電圧を印加（ＤＣ１０，３０，５０Ｖ）し、１００時間経過後の硬化体の端部とＩＴＯ電極の接する部分付近を、金属顕微鏡（倍率４５０倍）を用いて観察し、評価した。その結果を表１に示す。なお、評価の基準は以下の通りである。透明なＩＴＯ電極は腐食されると、白色化するので、白色化の有無によってＩＴＯ電極の腐食を確認した。
Ａ…ＩＴＯ電極が全く腐食されていない。
Ｂ…ＩＴＯ電極の幅に対し、１／３未満の部分が腐食されている。
Ｃ…ＩＴＯ電極の幅に対し、２／３未満の部分が腐食されている。
Ｄ…ＩＴＯ電極が完全に腐食されており、断線している。

実施例１〜３では、得られた接続構造の接触角θが３１〜９０°の範囲にあり、いずれの場合にも、ほとんど電極が腐食されず、十分に高い接続信頼性が得られた。これに対し、比較例１では、得られた接続構造の接触角θが本発明の範囲外であり、印加する電圧を３０Ｖ、５０Ｖとした場合に腐食が発生し、十分な接続信頼性が得られないことが明らかとなった。

本発明の評価体を作製する工程を示す工程断面図である。本発明に係る回路部材の接続構造の一実施形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１，４０…第１の回路部材、２…第２の回路部材、３，４…接着フィルム、１５…回路接続部材、１０，４２…第１の電極、２０，３２…第２の電極、１１０…接続構造、θ…接触角。

Claims

相対峙する回路電極間を電気的に接続するために用いられる接着フィルムであって、
第１の電極を有する第１の回路部材と、前記接着フィルムと、第２の電極を有する第２の回路部材とをこの順で積層し、
それらの積層方向に所定の条件で加熱及び加圧した後の前記接着フィルムにおける前記第１の回路部材の縁部からはみ出した部分が、前記第２の回路部材における前記第１の回路部材に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角を有する接着フィルム。
熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂用硬化剤及び導電性粒子を含有する、請求項１記載の接着フィルム。
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂である、請求項２記載の接着フィルム。
前記熱硬化性樹脂用硬化剤は潜在性硬化剤である、請求項２又は３記載の接着フィルム。
前記導電性粒子の含有量は、前記接着フィルム全体の体積に対して、０．１〜４５体積％である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の接着フィルム。
前記接着フィルムはさらにフィルム形成性高分子を含有する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の接着フィルム。
第１の電極を有する第１の回路部材と、接着フィルムと、第２の電極を有する第２の回路部材とをこの順で、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向するように積層し、
それらの積層方向に加熱及び加圧して、対向配置した前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続させてなる回路部材の接続構造であって、
加熱及び加圧した後の前記接着フィルムにおける前記第１の回路部材の縁部からはみ出した部分が、前記第２の回路部材における前記第１の回路部材に対向する面に対して、３１〜９０°の接触角を有する接続構造。