JP2015149451A - アライメント方法、電子部品の接続方法、接続体の製造方法、接続体、異方性導電フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントマークを異方性導電フィルムが貼着される領域と重畳する位置に設けるとともに、カメラによる撮像画像を用いたアライメントを精度よく行う。
【解決手段】透明基板１２の表面に、導電性接着剤１を介して電子部品１８を搭載し、透明基板１２の裏面側から基板側アライメントマーク２１及び部品側アライメントマーク２２を撮像し、撮像画像から両アライメントマーク２１，２２の位置を調整し、透明基板１２に対する電子部品１８の搭載位置を合わせるアライメント方法において、導電性接着剤１は、平面視において導電性粒子４が規則的に配列され、撮像画像において、両アライメントマーク２１，２２の外側縁の仮想線分に沿って、導電性粒子４間から臨む両アライメントマーク２１，２２の外側縁が線分Ｓとして断続的に表れている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子部品と回路基板とのアライメント方法に関し、特に導電性粒子を含有する接着剤を介して電子部品を回路基板に接続する際における電子部品と回路基板とのアライメント方法、電子部品の接続方法、接続体の製造方法、接続体及び異方性導電フィルムに関する。

従来から、テレビやＰＣモニタ、携帯電話やスマートホン、携帯型ゲーム機、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置や有機ＥＬパネルが用いられている。近年、このような表示装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、駆動用ＩＣを直接表示パネルのガラス基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）が採用されている。

例えばＣＯＧ実装方式が採用された液晶表示パネルにおいては、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、ガラス基板等からなる透明基板１０１に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる透明電極１０２が複数形成され、これら透明電極１０２上に液晶駆動用ＩＣ１０３等の電子部品が接続される。液晶駆動用ＩＣ１０３は、実装面に、透明電極１０２に対応して複数の接続端子１０４が形成され、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に熱圧着されることにより、接続端子１０４と透明電極１０２とが接続される。

異方性導電フィルム１０５は、バインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルム１０５を構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。

このような異方性導電フィルム１０５を介して液晶駆動用ＩＣ１０３を透明電極１０２へ接続する場合は、先ず、透明基板１０１の透明電極１０２上に異方性導電フィルム１０５を図示しない仮圧着手段によって仮貼りする。続いて、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に液晶駆動用ＩＣ１０３を搭載し仮接続体を形成した後、熱圧着ヘッド１０６等の熱圧着手段によって液晶駆動用ＩＣ１０３を異方性導電フィルム１０５とともに透明電極１０２側へ加熱押圧する。この熱圧着ヘッド１０６による加熱によって、異方性導電フィルム１０５は熱硬化反応を起こし、これにより液晶駆動用ＩＣ１０３が透明電極１０２上に接着される。

ここで、透明基板１０１に液晶駆動用ＩＣ１０３を搭載する際には、透明基板１０１に形成された透明電極１０２と、液晶駆動用ＩＣ１０３の実装面に形成された接続端子１０４とを正確に接続するために、予めアライメントを行う。

アライメントは、透明基板１０１の裏面側に設けたカメラによって、透明基板１０１及び液晶駆動用ＩＣ１０３の実装面にそれぞれ設けたアライメントマークを撮像し、撮像した画像に基づいて位置を検出し、検出結果に基づき基板や電子部品を移動することにより行われる。アライメントマークは、予め登録され、撮像した画像と登録画像とをグレーサーチや２値法等の画像処理によりマッチングさせることで認識され位置情報を取得することができる。

特開２００５−２６５７７号公報

近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高機能化に伴い、電子部品も小型化、高機能化するとともに、回路基板の配線ピッチや電子部品の接続端子のファインピッチ化も進んでいる。異方性導電フィルムを用いて、電極端子がファインピッチ化された回路基板上にＩＣチップ等の電子部品をＣＯＧ接続する場合、狭小化された電極端子間においても確実に導電性粒子が挟持され導通を確保するために、導電性粒子を高密度に充填する必要がある。

しかし、導電性粒子を高密度に充填すると、電子部品の回路基板に対するアライメントを行う際に、回路基板の裏側に設けたカメラにより異方性導電フィルムを介して回路基板の表面や電子部品の実装面に設けたアライメントマークを読み取ることが困難となり、アライメントの精度が低くなる恐れがある。これは、高密度に充填された導電性粒子がフィルムの一部で凝集するなどしてアライメントマークの認識に齟齬をきたすためであり、そのためにアライメントマークは異方性導電フィルムを貼り付ける部位を避けるように設けることが一般的になっている。このように、回路基板側のアライメントマークを異方性導電フィルムの貼着位置の外に形成した場合、電極端子の接続位置から離れてしまい、ファインピッチ化された電極端子間のアライメント精度を高めるには不十分であり、また、アライメントマークを回路基板の実装位置の外に設けるとパターン設計の制約ともなってしまう。

また、アライメント精度が低い場合、対向する対向する電極端子間での異方性接続において、平面方向で位置ズレが生じるために、導電性粒子が挟持されることにより導通に寄与する電極端子の面積、及び導電性粒子数が減少してしまうといった問題も生じる。さらに、ファインピッチ化により隣接する電極端子との端子間スペースも狭小化されているため、アライメント精度が低い場合、意図している電極端子に隣接する電極端子との接続（ショート）が発生するなどの問題も懸念される。

そこで、本発明は、導電性粒子が高密度に充填された異方性導電フィルムを用いてＣＯＧ接続する工程において、アライメントマークを異方性導電フィルムが貼着される領域と重畳する位置に設けるとともに、カメラによる撮像画像を用いてアライメントを高精度に行うアライメント方法、電子部品の接続方法、接続体の製造方法、接続体、異方性導電フィルムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係るアライメント方法は、基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークを撮像し、上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせるアライメント方法において、上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている。

また、本発明に係る電子部品の接続方法は、基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマークと上記部品側アライメントマークを撮像し、上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせた後、上記電子部品を接続する電子部品の接続方法において、上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている。

また、本発明に係る接続体の製造方法は、基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマークと上記部品側アライメントマークを撮像し、上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせた後、上記電子部品を接続する上記透明基板に上記電子部品が接続された接続体の製造方法において、上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている。

また、本発明に係る接続体は、上記方法により製造されたものである。

また、本発明に係る異方性導電フィルムは、平面視において導電性粒子が規則的に配列された異方性導電フィルムにおいて、単位面積当たりの上記導電性粒子の面積密度が５０％未満とされているものである。

本発明によれば、導電性粒子が平面視において規則的に配列されているため、仮想線分上に導電性粒子が重なった場合にも、導電性粒子間から臨むアライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている。したがって、この断続的に表れる線分を境にコントラスト差や色差などを精度よく認識してアライメントマークの外側縁を捉えることができ、所定の画像処理において透明基板に対する電子部品の位置を座標上で高精度に特定することができる。これにより、導電性粒子が高密度に充填された接着剤を介してアライメントマークを撮像した場合にも、精度よく位置検出を行うことができる。

図１は、接続体の一例として示す液晶表示パネルの断面図である。 図２は、液晶駆動用ＩＣと透明基板とのアライメント工程を示す断面図である。 図３は、アライメントが取れている状態におけるＩＣ側アライメントマークと基板側アライメントマークを示す図である。 図４は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図５は、導電性粒子が格子状に規則配列された異方性導電フィルムを示す平面図である。 図６は、本発明にかかるアライメント方法における撮像カメラの画像を示す図である。 図７は、導電性粒子がランダム配置された異方性導電フィルムを用いたアライメント方法における撮像カメラの画像を示す図である。 図８は、液晶表示パネルの透明基板にＩＣチップを接続する工程を示す断面図である。

以下、本発明が適用されたアライメント方法、電子部品の接続方法、接続体の製造方法、接続体、異方性導電フィルムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［接続体：液晶表示パネル］
以下では、本発明が適用されたアライメント方法を用いて電子部品が透明基板上にＣＯＧ接続された接続体として、液晶表示パネルのガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のＩＣチップを実装する場合を例に説明する。この液晶表示パネル１０は、図１に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板１１，１２が対向配置され、これら透明基板１１，１２が枠状のシール１３によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル１０は、透明基板１１，１２によって囲繞された空間内に液晶１４が封入されることによりパネル表示部１５が形成されている。

透明基板１１，１２は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１６，１７が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明電極１６，１７は、これら両透明電極１６，１７の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１１，１２のうち、一方の透明基板１２は、他方の透明基板１１よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１２の縁部１２ａには、電子部品として液晶駆動用ＩＣ１８が実装されるＣＯＧ実装部２０が設けられている。ＣＯＧ実装部２０には、液晶駆動用ＩＣ１８に設けられたＩＣ側アライメントマーク２２と重畳させる基板側アライメントマーク２１が形成されている。

なお、液晶駆動用ＩＣ１８は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。また、図２に示すように、液晶駆動用ＩＣ１８は、透明基板１２への実装面１８ａに、透明電極１７の端子部１７ａと導通接続される電極端子１９が形成されている。さらに、液晶駆動用ＩＣ１８は、実装面１８ａに、基板側アライメントマーク２１と重畳させることにより、透明基板１２に対するアライメントを行うＩＣ側アライメントマーク２２が形成されている。

［アライメントマーク］
基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、例えば外側マーク及びこの外側マーク内に位置合わせされる内側マークからなる。図３に示すように、透明基板１２は、基板側アライメントマーク２１として例えば四角形の開口部を有する四角形状の外側マーク２１ａが形成され、液晶駆動用ＩＣ１８は、ＩＣ側アライメントマーク２２として外側マーク２１ａの開口部に収まる大きさの四角形からなる内側マーク２２ａが形成される。

そして、後述するアライメント工程では、四角形の内側マーク２２ａが外側マーク２１ａの開口部内に収まるように液晶駆動用ＩＣ１８を移動させることにより、透明基板１２に形成された透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の実装面１８ａに形成された電極端子１９との位置が合わされる。

なお、基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、外側マーク及び内側マークの他にも、組み合わされることにより透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とのアライメントが取れる種々のマークを用いることができる。また、基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２の大きさは、特に限定はなく、例えば１００〜３００μｍ角のサイズで形成することができる。

また、基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２の形状も重畳させて認識する上で、特に制限されず公知のものを種々用いることができる。さらに、基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、前後左右の位置合わせを高精度に行うために、それぞれ複数であってもよい。この複数のアライメントマークは、同一形状ではなくともよい。異なる形状の方が分かり易いためである。さらにまた、基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、色味を付けることにより視認性を向上させてもよい。

ＣＯＧ実装部２０には、透明電極１７の端子部１７ａが形成されている。端子部１７ａ上には、回路接続用接着剤として異方性導電フィルム１を用いて液晶駆動用ＩＣ１８が接続される。異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有しており、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の縁部１２ａに形成された透明電極１７の端子部１７ａとを、導電性粒子４を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム１は、熱圧着ヘッド３３により熱圧着されることによりバインダー樹脂が流動化して導電性粒子４が端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間で押し潰され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とを電気的、機械的に接続する。

また、両透明電極１６，１７上には、所定のラビング処理が施された配向膜２４が形成されており、この配向膜２４によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明基板１１，１２の外側には、一対の偏光板２５，２６が配設されており、これら両偏光板２５，２６によってバックライト等の光源（図示せず）からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

［異方性導電フィルム］
次いで、異方性導電フィルム１について説明する。異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１は、図４に示すように、通常、基材となる剥離フィルム２上に導電性粒子４を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）３が形成されたものである。異方性導電フィルム１は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、液晶表示パネル１０の透明基板１２に形成された透明電極１７上に貼着されるとともに液晶駆動用ＩＣ１８が搭載され、熱圧着ヘッド３３により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子４が相対向する透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とを接続し、導通させることができる。

また、異方性導電フィルム１は、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂層３に導電性粒子４が所定のパターンで規則的に配列されている。

バインダー樹脂層３を支持する剥離フィルム２は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム１の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１の形状を維持する。

バインダー樹脂層３に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。

アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシメトキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシエトキシ）フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。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。

潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、ＵＶ硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン、ラジカル）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、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、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。

シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。

［導電性粒子］
導電性粒子４としては、異方性導電フィルム１において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子４としては、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、或いは、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挙げることができる。

［導電性粒子の規則配列］
異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が平面視において所定の配列パターンで規則的に配列され、例えば図５に示すように、格子状かつ均等に配列される。導電性粒子４が平面視において規則的に配列されることにより、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が高密度に充填されていても、撮像カメラ３０によるアライメントマークの識別が可能とされている。導電性粒子４の均等配列パターンは、平面視で四方格子や六方格子等、任意に設定することができる。導電性粒子４は、視認性即ち透過性を阻害しないように、同一層内で単一に分散しているものであってもよいが、配列しているものの方が視認性の確保の上では好ましい。アライメント工程については後に詳述する。

また、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が規則的に配列されることにより、バインダー樹脂層３に高密度に充填した場合にも、導電性粒子４の凝集による粗密の発生が防止されている。したがって、異方性導電フィルム１によれば、ファインピッチ化された端子部１７ａや電極端子１９においても導電性粒子４を捕捉することができ、また、隣接する端子間距離の狭小化の進行によっても導電性粒子４の凝集体による端子間ショートを防止することができる。

また、異方性導電フィルム１は、単位面積当たりの導電性粒子４の面積密度を５０％未満、好ましくは４５％以下、より好ましくは４０％以下、更により好ましくは３５％以下とすることが好ましい。導電性粒子４の面積密度がこれ以上に高密度となると、導電性粒子４によって透過率が悪化し、異方性導電フィルム１を介したアライメントマーク２１，２２の視認性が確保されなくなるためである。

このような異方性導電フィルム１は、例えば、導電性粒子４を基板上に所定の配列パターンに整列させた後、剥離フィルム２に支持されたバインダー樹脂層３に導電性粒子４を転写する方法、あるいは剥離フィルム２に支持されたバインダー樹脂層３上に、配列パターンに応じた開口部が設けられた配列板を介して導電性粒子４を供給すること等により製造することができる。

なお、異方性導電フィルム１の形状は、特に限定されないが、例えば、図４に示すように、巻取リール６に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。

また、上述の実施の形態では、異方性導電フィルム１として、バインダー樹脂層３に導電性粒子４を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂３のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子４を含有したバインダー樹脂３からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が平面視で規則配列されていれば、図２に示すように単層配列されている他、複数のバインダー樹脂層３にわたって導電性粒子４が配列されるとともに平面視において規則配列されるものでもよい。また、異方性導電フィルム１は、多層構成の少なくとも一つの層内で、所定距離で単一に分散されたものでもよい。

［接続体の製造方法］
次いで、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８が透明基板１２の透明電極１７上に接続された接続体の製造工程について説明する。先ず、異方性導電フィルム１を透明電極１７上に仮圧着する。異方性導電フィルム１を仮圧着する方法は、透明基板１２の透明電極１７上に、バインダー樹脂層３が透明電極１７側となるように、異方性導電フィルム１を配置する。

そして、バインダー樹脂層３を透明電極１７上に配置した後、剥離フィルム２側からバインダー樹脂層３を仮貼り用の加熱押圧ヘッドで加熱及び加圧し、加熱押圧ヘッドを剥離フィルム２から離し、剥離フィルム２を透明電極１７上のバインダー樹脂層３から剥離することによって、バインダー樹脂層３のみが透明電極１７上に仮貼りされる。加熱押圧ヘッドによる仮圧着は、剥離フィルム２の上面を僅かな圧力（例えば０．１ＭＰａ〜２ＭＰａ程度）で透明電極１７側に押圧しながら加熱（例えば７０〜１００℃程度）することにより行う。

［アライメント方法］
次に、バインダー樹脂層３が仮貼りされた透明基板１２が透明ステージ３１上に載置され、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９とがバインダー樹脂層３を介して対向するように、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とのアライメントを行う。

アライメントは、透明基板１２の裏面側に設けた撮像カメラ３０によって、透明基板１２及び液晶駆動用ＩＣ１８の実装面１８ａにそれぞれ設けたアライメントマーク２１，２２を撮像し、撮像した画像に基づいて位置を検出し、検出結果に基づき液晶駆動用ＩＣ１８を移動することにより行われる。各アライメントマーク２１，２２は、予め登録され、撮像した画像と登録画像とをグレーサーチや２値法等の画像処理によりマッチングさせることで認識され位置情報を取得することができる。

基板側アライメントマーク２１は、透明基板１２が載置される透明ステージ３１及び透明基板１２を介して撮像され、ＩＣ側アライメントマーク２２は、透明ステージ、透明基板１２及び導電性粒子４が高密度に配列されたバインダー樹脂層３を介して撮像される。アライメントを高精度に行うためには、各アライメントマーク２１，２２の位置を高精度に検出する必要があり、そのためには撮像画像において各アライメントマーク２１，２２の境界である外側縁が識別可能であることが必要となる。アライメントマーク２１，２２を撮像すると外側縁を境にアライメントマーク側とアライメントマークが設けられていない側とでコントラスト差が生じることから、このコントラスト差を基にアライメントマークの位置、すなわち透明基板１２に対する液晶駆動用ＩＣ１８の位置を検出することができる。

本発明に係るアライメント工程においては、図６に示すように、撮像カメラ３０によって撮像された基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、撮像画像において、その外側縁を構成する仮想線分に沿って、導電性粒子４間から臨む基板側アライメントマーク２１又はＩＣ側アライメントマーク２２の外側縁が線分Ｓとして断続的に表れている。また、上述したように、異方性導電フィルム１は、規則的に配列されている導電性粒子４の単位面積当たりの面積密度が５０％未満とされることにより、異方性導電フィルム１の透過率を確保し、アライメントマーク２１，２２の視認性が確保されている。

なお、この場合の導電粒子の１個あたりの単位面積は０．７〜１３００μｍ²が好ましく、より好ましくは１．８〜７５０μｍ²、更により好ましくは４．２〜３５０μｍ²である。

導電粒子の個数密度は、好ましくは５０〜４５００００個／ｍｍ²であり、より好ましくは３００〜３０００００個／ｍｍ²であり、更により好ましくは５００〜１２００００個／ｍｍ²である。

この場合の単位面積は、アライメントマークを十分に視認できる範囲であることから、好ましくは０．７ｍｍ×０．７ｍｍもしくは略同等の面積、より好ましくは１ｍｍ×１ｍｍ、さらにより好ましくは２ｍｍ×２ｍｍもしくは略同等の面積である。

各アライメントマーク２１，２２の外側縁を構成する仮想線分とは、アライメントマーク２１，２２が形成された箇所と形成されていない箇所との間に現れるコントラストの差から導き出されたアライメントマーク２１，２２の外側縁を構成する線分である。撮像画像では、仮想線分上に高密度に配列された導電性粒子４が重なると、当該導電性粒子４の輪郭によってもコントラストの差ができるため、アライメントマーク２１，２２の外側縁を連続した線として捉えることができず、仮想線分のみでは正確な位置を検出することができない。特に、図７に示すように、導電性粒子４がバインダー樹脂層３にランダムに分散されている異方性導電フィルム１を用いた場合には、部分的に導電性粒子４が凝集することもあり、この粒子凝集体がアライメントマーク２１，２２の外側縁に重畳した場合、仮想線分を認識することも困難となる。

この点、本発明に係るアライメント工程では、上述したように、導電性粒子４が平面視において規則的に配列されているため、仮想線分上に導電性粒子４が重なった場合にも、導電性粒子４間から臨む基板側アライメントマーク２１又はＩＣ側アライメントマーク２２の外側縁が線分Ｓとして断続的に表れている。

これは、両アライメントマーク２１，２２の撮影における分解能において、導電性粒子４が凝集していないために、視認可能であること、換言すれば、ＩＣ側アライメントマーク２２を異方性導電フィルム１を透過しながら視認可能であることとなる。すなわち、両アライメントマーク２１，２２を視認できる倍率において、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が配列する等して点在している状態が、両アライメントマーク２１，２２よりも巨視的な状態において、面全体で確保されている。

これにより、本発明に係るアライメント工程においては、断続的に表れる線分Ｓを境にコントラスト差を認識して基板側アライメントマーク２１又はＩＣ側アライメントマーク２２の外側縁を捉えることができ、グレーサーチや２値法等の所定の画像処理において透明基板１２に対する液晶駆動用ＩＣの位置を座標上で高精度に特定することができる。その後、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９とが対向する座標データを参照して、透明基板１２に対する液晶駆動用ＩＣ１８の位置を調整する。

これにより、異方性導電フィルム１を介してＩＣ側アライメントマーク２２を撮像した場合にも、精度よく液晶駆動用ＩＣの位置を検出できる。また、基板側アライメントマーク２１を、ＩＣ側アライメントマーク２２とほぼ重なる位置に設け、両アライメントマーク２１，２２が所定の位置関係となるようにアライメントを行うことができる。したがって、狭小化、ファインピッチ化された透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣの電極端子１９との位置合わせを高精度に行うことができる。

なお、導電性粒子４の間から臨むアライメントマーク２１，２２の外側縁の線分Ｓは、断続的に表れていればそれぞれが同じ長さでなくともよい。また、両アライメントマークを撮像する撮像カメラ３０は、ＣＣＤ等の固体撮像素子が用いられる。撮像カメラ３０の分解能は、導電性粒子４の平均粒径と同等以下の場合は、アライメントマーク２１，２２の外側縁に導電性粒子４が重畳した場合にも、その間から臨む外側縁の線分を捉えることができる。なお、撮像カメラ３０の分解能が導電性粒子４の平均粒径と同等以上の場合は、導電性粒子４が配列されていることから、面視野で導電性粒子４を認識することができず、アライメントマーク２１，２２を認識するのに必要な解像度を得ることには影響を及ぼさない。

かかる分解能によってアライメントマーク２１，２２を検出することにより、本発明に係るアライメント工程によれば、アライメントマーク２１，２２を数十μｍオーダーのサイズまで極小化することも可能となり、透明基板１２や液晶駆動用ＩＣ１８の各電極パターン設計がアライメントマークによって受ける制約を小さくし、電極パターンの設計の自由度を高めることもできる。

［導電性粒子間から臨む線分長さ］
ここで、撮像カメラ３０の撮像画像において、導電性粒子４の間から臨むアライメントマーク２１，２２の外側縁の線分Ｓは、数十〜数百μｍ程度となる。また、導電性粒子４間から臨む両アライメントマーク２１，２２の外側縁の線分Ｓは、線分として認識できる長さを有し、トータルで撮像画像における仮想線分の長さの２５％以上、好ましくは３３％以上の長さを有すれば、アライメントマーク２１，２２の外側縁として捉えることができる。これは、導電性粒子４が配列されているため、断続した線分が、その延長上にあることで実質的に線であると認識できるからである。同一層内、つまり同一平面内に所定距離で単一に導電性粒子４が存在していても同様の効果をもたらすが、配列しているものは上記の認識が予想できるため、ソフトウェア上での処理が容易になるという有利な効果を有する。そして、当該撮像画像を用いて所定の画像処理を行うことにより透明基板１２に対する液晶駆動用ＩＣの位置を座標上で高精度に特定することができる。

［導電性粒子間領域５０％より大きい／導電性粒子の面積占有率５０％未満］
また、撮像カメラ３０の撮像画像において、導電性粒子４間の領域が５０％より大きく、好ましくは５５％以上、より好ましくは６０％以上、更により好ましくは６５％以上となること、すなわち、導電性粒子４の面積占有率が５０％未満、好ましくは４５％以下、より好ましくは４０％以下、更により好ましくは３５％以下となることが好ましい。導電性粒子４がこれ以上高密度に配列されていると、撮像カメラ３０の撮像画像において、導電性粒子４間から臨む線分Ｓを境にコントラストの差を認識しアライメントマーク２１，２２の外側縁として捉えることが困難となり、高精度に位置検出を行うことができない。

［本圧着工程］
アライメント工程の後、バインダー樹脂層３を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド３３によって、所定の圧力、時間で液晶駆動用ＩＣ１８上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂は流動性を示し、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとの間から流出するとともに、バインダー樹脂層３中の導電性粒子４は、電極端子１９及び端子部１７ａ間に挟持されて押し潰される。

その結果、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとは、導電性粒子４を介して電気的に接続され、この状態で圧着ツールによって加熱されたバインダー樹脂３が硬化する。電極端子１９及び端子部１７ａの間にない導電性粒子４は、バインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、電極端子１９と端子部１７ａとの間のみで電気的導通が図られる。

なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム１としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、導電性粒子が規則配列された異方性導電フィルムと、導電性粒子がランダムに分散された異方性導電フィルムを用いて、評価用ガラス基板に評価用ＩＣを接続した接続体サンプルを作成し、電極間の位置ズレ及び本来接続される端子と隣接する端子とのショート発生率を測定した。

［異方性導電フィルム］
評価用ＩＣの接続に用いる異方性導電フィルムのバインダー樹脂層は、フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、新日鐵化学社製）６０質量部、エポキシ樹脂（商品名ｊＥＲ８２８、三菱化学社製）４０質量部、硬化剤（商品名ＳＩ‐６０Ｌ、三新化学工業社製）２質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム上に塗布、焼成した。実施例１〜３、比較例１，２では、導電性粒子（商品名ＡＵＬ７０４、積水化学工業社製）を所定の面積占有率となるように格子状に規則配列した後、これを剥離フィルムに支持されたバインダー樹脂層に転写することにより、導電性粒子が規則配列された異方性導電フィルムを得た（図５参照）。また、比較例３では、バインダー樹脂組成物に導電性粒子を分散させ、剥離フィルム上に塗布、焼成することにより、導電性粒子がランダムに分散された異方性導電フィルムを得た。

［評価用ＩＣ］
評価素子として、外形；１．５ｍｍ×１３ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、バンプ；２５μ×１４０μｍ、バンプ間スペース；７．５μｍ、バンプ高さ；１５μｍ（Ａｕ‐ｐｌａｔｅｄ）の評価用ＩＣを用いた。

［評価用ガラス基板］
評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、外形；３０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチの櫛歯状の電極パターンが形成されたＩＴＯパターングラスを用いた。

この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の配線電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、熱圧着ヘッドにより１８０℃、８０ＭＰａ、５ｓｅｃの条件で熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。各接続体サンプルについて、電極間の位置ズレ及び本来接続される端子と隣接する端子とのショート発生率を測定した。電極間の位置ズレは、同サイズに形成した評価用ＩＣのバンプ及び評価用ガラス基板の電極とのズレ量を測定した。また、隣接端子とのショート発生率は、評価用ＩＣの全バンプと評価用ガラス基板の全電極端子間において、隣接端子とのショートの発生率を計測した。

［実施例１］
実施例１では、導電性粒子が面積占有率１％となるように規則配列された異方性導電フィルムを用いた。また、実施例１では、評価用ＩＣの実装面に設けられたＩＣ側アライメントマークと、評価用ガラス基板に設けられた基板側アライメントマークとは、平面視でほぼ同じ位置に形成されている。

［実施例２］
実施例２では、導電性粒子が面積占有率１５％となるように規則配列された異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［実施例３］
実施例３では、導電性粒子が面積占有率３５％となるように規則配列された異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［比較例１］
比較例１では、基板側アライメントマークを異方性導電フィルムの転着領域外のＩＣ側アライメントマークと離れた位置に設けた他は、実施例２と同じ条件とした。

［比較例２］
比較例２では、導電性粒子が面積占有率５０％となるように規則配列された異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［比較例３］
比較例３では、導電性粒子が面積占有率３５％となるようにランダムに分散された異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

表１に示すように、実施例１〜３では、いずれも位置ズレが１〜１．３μｍに収まり、精度よくアライメントが取れた。これは、実施例１〜３では、導電性粒子が平面視で面積占有率３５％以下となるよう規則配列された異方性導電フィルムを用いているため、異方性導電フィルムを介してアライメントマークを撮像し、アライメントマークの外側縁に導電性粒子が重畳した場合にも、導電性粒子の間からアライメントマークの外側縁の線分が臨み、当該線分を境にコントラスト差を捉えることでアライメントマークの位置を精度よく検出することができたことによる。

また、実施例１〜３では、電極端子間のショート発生率も３０ｐｐｍ又は７０ｐｐｍと低かった。これは、アライメント精度の向上に伴い、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の配線電極との側縁部のズレが最小化され、当該領域にある導電性粒子とバンプ間スペースにある導電性粒子との不要な接触が生じにくくなることで、隣接端子とのショートの発生が抑制されたものと考える。すなわち、対向するバンプ及び配線電極間の対向位置にズレが生じると、本来接続されるバンプ及び端子と隣接するバンプ及び端子との距離が短くなる。この場合、隣接する（斜めの）バンプ及び配線電極と間での導電粒子による導通、即ちショートの発生が懸念されるが、実施例１〜３では、アライメント精度の向上に伴い本来接続されるバンプ及び配線電極間のズレが最小化されることで、このような現象が生じにくくなったと類推される。

一方、比較例１では、基板側アライメントマークを異方性導電フィルムの貼着領域外に設けたことから、基板側アライメントマークとＩＣ側アライメントマークとが離れ、アライメント精度が悪化した。このため、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の電極との位置ズレが４μｍと大きくなった。また、アライメントずれに伴い、隣接する電極端子とのショート発生率が５００ｐｐｍと増加した。

また、比較例２では、導電性粒子の面積占有率を５０％としたことから、アライメントマークの外側縁をカメラで捉えることができず、アライメント精度が悪化した。このため、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の電極との位置ズレが４μｍと大きくなった。また、アライメントずれに伴い、隣接する電極端子とのショート発生率が５００ｐｐｍと増加した。

また、比較例３では、導電性粒子をランダムに分散させたことから、導電性粒子の凝集体が発生し、アライメントマークの外側縁の視認性が損なわれ、アライメント精度が悪化した。このため、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の電極との位置ズレが３μｍと大きくなった。また、アライメントずれに伴い、隣接する電極端子とのショート発生率が４００ｐｐｍと増加した。

１ 異方性導電フィルム、２ 剥離フィルム、３ バインダー樹脂層、４ 導電性粒子、１０ 液晶表示パネル、１１，１２ 透明基板、１２ａ 縁部、１３ シール、１４ 液晶、１５ パネル表示部、１６，１７ 透明電極、１７ａ 端子部、１８ 液晶駆動用ＩＣ、１８ａ 実装面、１９ 電極端子、２０ ＣＯＧ実装部、２１ 基板側アライメントマーク、２２ ＩＣ側アライメントマーク、３０ 撮像カメラ、３３ 熱圧着ヘッド

Claims (10)

1. 基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、
   上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークを撮像し、
   上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせるアライメント方法において、
   上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、
   上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れているアライメント方法。
2. 上記仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記線分が、上記仮想線分の２５％以上の長さで表れる請求項１記載のアライメント方法。
3. 上記撮像した画像において、上記接着剤の上記導電性粒子間領域が６５％以上である請求項１又は２に記載のアライメント方法。
4. 上記撮像した画像において、上記導電性粒子の面積占有率は３５％以内である請求項１又は２に記載のアライメント方法。
5. 上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークを撮像する撮像カメラの分解能は上記導電性粒子の平均粒径以下である請求項１〜４のいずれか1項に記載のアライメント方法。
6. 上記基板側アライメントマークは、上記接着剤が設けられる位置に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のアライメント方法。
7. 基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、
   上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマークと上記部品側アライメントマークを撮像し、
   上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせた後、上記電子部品を接続する電子部品の接続方法において、
   上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、
   上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている電子部品の接続方法。
8. 基板側アライメントマークが設けられた透明基板の表面に、導電性粒子を含有した接着剤を介して部品側アライメントマークが設けられた電子部品を搭載し、
   上記透明基板の裏面側から上記基板側アライメントマークと上記部品側アライメントマークを撮像し、
   上記撮像した画像から上記基板側アライメントマーク及び上記部品側アライメントマークの位置を調整し、上記透明基板に対する上記電子部品の搭載位置を合わせた後、上記電子部品を接続する上記透明基板に上記電子部品が接続された接続体の製造方法において、
   上記接着剤は、平面視において上記導電性粒子が規則的に配列され、
   上記撮像した画像において、上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁の仮想線分に沿って、上記導電性粒子間から臨む上記基板側アライメントマーク又は上記部品側アライメントマークの外側縁が線分として断続的に表れている接続体の製造方法。
9. 請求項８に記載の方法により製造された接続体。
10. 平面視において導電性粒子が規則的に配列された異方性導電フィルムにおいて、
    単位面積当たりの上記導電性粒子の面積密度が５０％未満とされている異方性導電フィルム。

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