JP2016031888A - 異方導電性フィルムの製造方法及び接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】対向する回路部材間の接続信頼性の確保と、回路部材内の電極同士の絶縁性の確保とを両立できる異方導電性フィルムの製造方法及び接続構造体を提供する。【解決手段】異方導電性フィルム１１では、導電性接着剤層１３において、導電粒子Ｐが塗工ロールの彫刻模様に沿って離間している。このため、回路部材２，３の接続にあたって隣接する導電粒子Ｐ，Ｐ同士の凝集が抑えられ、バンプ電極６，６同士及び回路電極８，８同士の絶縁性を良好に確保できる。【選択図】図１

Description

本発明は、異方導電性フィルムの製造方法及び接続構造体に関する。

従来、例えば液晶ディスプレイとテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）との接続や、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）とＴＣＰとの接続、或いはＦＰＣとプリント配線板との接続には、接着剤フィルム中に導電粒子を分散させた異方導電性フィルムが用いられている。また、半導体シリコンチップを基板に実装する場合にも、従来のワイヤーボンディングに代えて、半導体シリコンチップを基板に直接実装する、いわゆるチップオンガラス（ＣＯＧ）が行われており、ここでも異方導電性フィルムが用いられている。

近年では、電子機器の発達に伴い、配線の高密度化や回路の高機能化が進んでいる。その結果、接続電極間の間隔が例えば１５μｍ以下となるような接続構造体が要求され、接続部材のバンプ電極も小面積化されてきている。小面積化されたバンプ接続において安定した電気的接続を得るためには、十分な数の導電粒子がバンプ電極と基板側の回路電極との間に介在している必要がある。

このような課題に対し、導電粒子を単層で基板側に偏在させかつ、導電粒子同士を離間させた異方導電性フィルムを用いて、導電粒子の捕捉効率を向上が図られている（特許文献１及び２）。

ＷＯ２００５／５４３８８号公報 特開昭６３−９４６４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、粘着性を有する樹脂フィルムに導電粒子を敷き詰める工程と、その樹脂フィルムを二軸延伸する工程を含んでおり、工程の短縮化が望まれている。また、特許文献２に記載の方法では、導電粒子を単一層配列させることが可能な非導電性マトリックス材料の厚みが制限されていた。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、樹脂溶液を塗工すると同時に、導電粒子を単層で分散配列することができる異方導電性フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のために、本発明に係る異方導電性フィルムの製造方法は、導電粒子及びフィルムは、塗工ロールの表面に導電粒子及び接着剤成分を有機溶剤に溶解した異方導 電接着剤成分を含んで構成される異方導電性フィルムの製造方法であって、前記異方導電性性フィルム樹脂溶液を供給し、余分な異方導電性フィルム樹脂溶液を掻き取った後に、塗工ロールの表面の異方導電性フィルム樹脂溶液を離型フィルム上に塗布する塗布装置を用いることを特徴とし、前記塗工ロール周面部は、規則的に配列された多角形型の凹凸状の彫刻加工を有しており、前記彫刻の溝から離型フィルム上に、接着剤成分を塗布すると同時に、導電粒子を転写し配列させる工程を有することを特徴としている。

本発明の異方導電性フィルムの製造方法では、樹脂溶液を塗工ロールに供給する時に、塗工ロール周面部に規則的に配列した凹凸上の彫刻溝に導電性粒子が入る。このため、塗工ロール表面の異方導電性フィルム樹脂溶液を離型フィルム上に塗布する時、導電粒子は塗工ロール周面部のパターンと同様に配列させることができる。従って、導電粒子を単層で分散配列することが可能になる。

また、塗工ロール周面部に加工する多角形型の凹凸状の彫刻は、正三角形，正方形，正五各形，又は、正六角形状であることが好ましい。
この場合、塗工ロール周面部のパターンを隙間なく彫刻することができ、導電粒子を離型フィルム上に均一に分散配列することができる。

また、多角形型の凹凸状の彫刻の溝の深さが、導電粒子の直径の０．５倍以上かつ１．１倍以下であることが好ましい。
この範囲を満たすことにより、塗工ロールに樹脂溶液を供給するときは、塗工ロール周面部の彫刻の溝に導電粒子が効率良く入り、更に、離型フィルムに樹脂溶液を塗布するときは、導電粒子を効率よく離型フィルムに転写することができる。

また、塗布装置には、塗工ロールに異方導電性フィルム樹脂溶液を塗布する密閉チャンバーを有する塗工ユニットと、密閉チャンバーに形成された樹脂溶液溜まり内に、異方導電性フィルム樹脂溶液を循環供給する樹脂溶液供給手段と、を備えることが好ましい。
密閉チャンバーを備えることにより、樹脂溶液中の溶剤揮発を抑制し、異方導電性フィルムを長尺塗工する場合であっても、一定のフィルム厚で塗工することが可能である。さらに、密閉チャンバーに形成された樹脂溶液溜まり内に樹脂溶液を循環供給する樹脂溶液供給手段を備えることにより、塗工溶液中の導電粒子が沈降することを防止できる。

また、異方導電性フィルムは、導電粒子が分散された接着剤層からなる導電性接着剤層と、導電性接着剤層上に積層され、導電粒子が分散されていない接着剤層からなる絶縁性接着剤層と、を備えていても良い。
この様な層構成にすることで、異方導電性フィルムの接着性、実装時における流動性、対向回路間に捕捉される導電粒子の捕捉性を制御することができる。

また、本発明に係る接続構造体は、バンプ電極が設けられた第１の回路部材と、バンプ電極に対応する回路電極が設けられた第２の回路部材とを、上記異方導電性フィルムの製造方法で得られる異方導電性フィルムを介して接続してなることを特徴としている。

この接続構造体によれば、異方導電性フィルムの導電性接着剤層において、導電粒子が塗工ロールに彫刻されたセルパターン状に分散配列している。このため、回路部材の接続にあたって隣接する導電粒子同士の凝集が抑えられ、回路部材内の電極同士の絶縁性を良好に確保できる。また、この接続構造体では、導電粒子が異方導電性フィルムの片側一方に偏在して存在しているため、圧着時における導電粒子の流動性が抑えられ、対向する回路部材の電極間での導電粒子の補足効率を向上できる。したがって、回路部材間の接続信頼性を確保できる。

本発明によれば、異方導電性フィルムの樹脂の塗工と導電粒子の分散配列を単一工程で実施することができる。また、回路部材間の接続信頼性と絶縁性を両立することができる。

本発明に係る塗工装置の一実施形態を示す模式図である。 塗工ロールの一実施形態を示す模式的断面図である。 塗工ケース側変部構造の一実施形態を示す模式的断面図である。 セルパターンの一例を示す説明図である。 本発明に係る異方導電性フィルムの一実施形態を示す模式的断面図である。 本発明に係る異方導電性フィルム中の導電粒子分散状態を示す説明図である。 本発明に係る接続構造体の一実施形態を示す模式的断面図である。 図７に示した接続構造体の製造工程を示す模式的断面図である。 図８の後続の工程を示す模式的断面図である。 異方導電性フィルムにおける導電粒子の分散性に関する評価試験結果を示す図である。 異方導電性フィルムを用いた接続構造体における導電粒子の捕捉率及び抵抗特性に関する評価試験結果を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る異方導電性フィルムの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
［塗工装置］

図１は、本発明に係る塗工装置の実施形態を示し、この塗工装置は、離型フィルム１２に塗工剤を塗布するものであって、該離型フィルム１２の搬送路に配設されて離型フィルム１２の背面を支持する上流側ガイドロール５１及び下流側ガイドロール５２と、この上流側ガイドロール５１及び下流側ガイドロール５２の間に配設されて上記離型フィルム１２の表面に塗工剤を塗布する塗工ロール５３と、該塗工ロール５３に塗工剤を供給する塗工ユニット５４とを有している。

上記上流側ガイドロール５１及び下流側ガイドロール５２の間をその下方から上方に向けて離型フィルム１２が略鉛直に搬送されるように搬送方向が設定されるととともに、両ガイドロール５１，５２の間に塗工ロール５３が配設されている。この構成により、上記上流側ガイドロール５１と下流側ガイドロール５２とにより離型フィルム１２の背面が支持されつつ、該離型フィルム１２の表面に対して、塗工ロール５３の周面が０°〜１０°の接触角で圧接されるようになっている。

また、上記塗工ロール５３は、離型フィルム１２の搬送方向と逆方向に回転しつつ、該離型フィルム１２に当接してその表面に塗工剤を塗布するように構成されている。つまり図１において、塗工ロール５３が図外の駆動手段により反時計方向に回転駆動されることにより、下方から上方に移動する離型フィルム１２に対する当接面が、上方から下方に移動するようになっている。

上記塗工ユニット５４には、塗工ロール５３の周面に対向するように開口した空間部からなる塗工剤溜まり３４ａを備えた塗工ケース５７と、この塗工ケース５７の前面上端部、つまり上記塗工ロール５３の回転方向の下流側部に取り付けられたスチール製の板材又はプラスチック製の板材等からなるドクター刃５８と、塗工ケース５７の前面下端部、つまり上記塗工ロール５３の回転方向の上流側部に設けられたスチール製の板材又はプラスチック製の板材等からなるシールプレート５９と、上記塗工剤溜まり５４ａ内に塗工剤を給送する塗工剤給送手段６０とが設けられている。

上記ドクター刃５８及びシールプレート５９からなるシール部材の先端部が、上記塗工ロール５３の周面に圧接されることにより、上記塗工剤溜まり５４ａの前面部上下が上記ドクター刃５８及びシールプレート５９によりシールされて上記塗工剤溜まり５４ａが密閉状態となるように構成されるとともに、上記塗工ロール５３の回転に応じて、その周面に付着した余分な塗工剤が上記ドクター刃５８により掻き取られるように構成されている。

上記塗工剤給送手段６０は、図１に示すように、導電粒子及び接着剤成分を有機溶剤に溶解した異方導電性フィルム樹脂溶液が収容された樹脂溶液タンク６１と、この樹脂溶液タンク６１内の樹脂溶液を吸引して上記塗工ケース５７の下部に給送する給送ポンプ６２が設けられた塗工剤給送パイプ６３と、上記塗工ケース５７の上部から排出された塗工剤溜まり５７内の樹脂溶液を上記樹脂溶液タンク６１に戻すリターンパイプ６４とを備えている。

上記塗工ロール５３は、図２及び図３に示すように、例えばスチール製のパイプ材等からなるロール本体６５と、上記ロール本体６５の左右両端部に設けられた回転軸６７とを有し、上記ロール本体６５の周面部には、セル層６８が形成されたグラビア式の塗工ロールからなっている。このセル層６８には、図４に示すように、正三角形、正方形、正六角形状のセルパターンからなる連続幾何学模様等からなる線対称のセルパターン、つまり基材の搬送方向を対称軸とした左右対称の塗工用セルパターン６９がレーザ加工等の手段で刻印されている。

上記塗工ケース５７の側端部には、塗工剤溜まり５４ａの側端部を覆う側壁板７０が設けられるとともに、この側壁板７０には、シール部材７１が取り付けられている。また、上記塗工ロール５３の周面左右両端部には、塗工用セルパターン６９が刻印されていない平滑面部７２が設けられ、この平滑面部７２に上記塗工ケース５７のシール部材７１が圧接されるようになっている。

上記塗工ロール５３は、その外径を任意の値、例えば３０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内に設定可能であり、４０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。上記塗工ロール５３の外径を所定値以下とすることにより、離型フィルム１２に対する塗工ロール５３の接触面積を小さくすることができるとともに、塗工ロール５３と離型フィルム１２との間に大きな摩擦力が作用するのを抑制することができるため、この塗工ロール５３を介して離型フィルム１２に樹脂溶液を塗布する際に塗工ムラが形成されるのを効果的に抑制できるという利点がある。一方、塗工ロール５３が長尺でその軸受間距離が大きく、かつ上記離型フィルム１２の搬送速度が高速に設定された塗工装置では、樹脂溶液を塗布する際に塗工ロール５３に撓みが生じ易い傾向があるので、これに起因した塗工ムラが生じるのを防止するため、上記塗工ロール５３の直径をある程度、大きく設定することが望ましい。

前記塗工用セルパターン６９の溝の深さは、後述する導電粒子Ｐの直径の導電粒子の直径の０．５倍以上かつ１．１倍以下である。溝の深さが導電粒子径の直径の０．５倍以上の場合は、塗工用セルパターンに導電粒子が配置し易い。一方、溝の深さが導電粒子の直径の１．１倍以下である場合は、樹脂溶液を離型フィルム１２に塗布する際に、導電粒子Ｐも離型フィルム１２に対して良好に転写することができる。
［異方導電性フィルムの構成］

異方導電性フィルム１１は、離型フィルム１２と、導電粒子Ｐを含有する接着剤層からなる導電性接着剤層１３が積層されている。また、図５の模式断面図に示すように、異方導電性フィルム１１は、剥離フィルム１２と、導電粒子Ｐを含有しない接着剤層からなる絶縁性接着剤層１４と、導電粒子Ｐを含有する接着剤層からなる導電性接着剤層１３とがこの順で積層されて構成されていてもよい。導電粒子Ｐは、異方導電性フィルム１１の一面側に偏在した状態で分散している。

剥離フィルム１２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレン等によって形成されている。剥離フィルム１２には、任意の充填剤を含有させてもよい。また、剥離フィルム１２の表面には、離型処理やプラズマ処理等が施されていてもよい。

導電性接着剤層１３及び絶縁性接着剤層１４を形成する接着剤層は、例えば硬化剤、モノマー、及びフィルム形成材を含有している。エポキシ樹脂モノマーを用いる場合は、硬化剤として、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、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化すると、可使時間が延長されるため、好適である。一方、アクリルモノマーを用いる場合は、硬化剤として、過酸化化合物、アゾ系化合物等の加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものが挙げられる。

エポキシモノマーを用いた場合の硬化剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等により適宜選定される。硬化剤は、高反応性の点から、エポキシ樹脂組成物とのゲルタイムが所定の温度で１０秒以内であることが好ましく、保存安定性の点から、４０℃で１０日間恒温槽に保管後にエポキシ樹脂組成物とのゲルタイムに変化がないスルホニウム塩であることが好ましい。

アクリルモノマーを用いた場合の硬化剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等により適宜選定される。高反応性と保存安定性の点から、半減期１０時間の温度が４０℃以上かつ半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物又はアゾ系化合物が好ましく、半減期１０時間の温度が６０℃以上かつ半減期１分の温度が１７０℃以下の有機過酸化物又はアゾ系化合物がより好ましい。これらの硬化剤は、単独又は混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。

エポキシモノマー及びアクリルモノマーのいずれを用いた場合においても、接続時間を１０秒以下とした場合、十分な反応率を得るために、硬化剤の配合量は、後述のモノマーと後述のフィルム形成材との合計１００質量部に対して、０．１質量部〜４０質量部とすることが好ましく、１質量部〜３５質量部とすることがより好ましい。硬化剤の配合量を０．１質量部以上とすることで、十分な反応率を得ることができ、良好な接着強度と低い接続抵抗とを実現し易くなる。一方、硬化剤の配合量を４０質量部以下とすることで、良好な接着剤の流動性、接着剤の保存安定性、及び良好な接続抵抗を実現し易くなる。

また、モノマーとしては、エポキシ樹脂モノマーを用いる場合は、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡやビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ等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やクレゾールノボラックから誘導されるエポキシノボラック樹脂やグリシジルアミン、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などを用いることができる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。

アクリルモノマーを用いる場合は、ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であることが好ましい。かかるラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート、マレイミド化合物、スチレン誘導体等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。また、ラジカル重合性化合物は、モノマー又はオリゴマーのいずれの状態でも使用することができ、モノマーとオリゴマーとを混合して使用してもよい。

フィルム形成材は、上記の硬化剤及びモノマーを含む液状の組成物の取り扱いを容易とするものである。フィルム形成材としては、熱可塑性樹脂が好適に用いられ、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステルウレタン樹脂等が挙げられる。更に、これらのポリマー中には、シロキサン結合やフッ素置換基が含まれていてもよい。これらの樹脂は、単独又は２種類以上を混合して用いることができる。上記の樹脂の中でも、接着強度、相溶性、耐熱性、及び機械強度の観点から、フェノキシ樹脂を用いることが好ましい。

熱可塑性樹脂の分子量が大きいほどフィルム形成性が容易に得られ、また、異方導電性フィルムとしての流動性に影響する溶融粘度を広範囲に設定できる。熱可塑性樹脂の分子量は、重量平均分子量で５０００〜１５００００であることが好ましく、１００００〜８００００であることが特に好ましい。重量平均分子量を５０００以上とすることで良好なフィルム形成性が得られやすく、１５００００以下とすることで他の成分との良好な相溶性が得られやすい。

なお、本発明において、重量平均分子量とは、下記の条件に従って、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）より標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定した値をいう。（測定条件）装置：東ソー株式会社製 ＧＰＣ−８０２０検出器：東ソー株式会社製 ＲＩ−８０２０カラム：日立化成株式会社製 Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬＡ１６０Ｓ＋ＧＬＡ１５０Ｓ試料濃度：１２０ｍｇ／３ｍＬ溶媒：テトラヒドロフラン注入量：６０μＬ圧力：２．９４×１０６Ｐａ（３０ｋｇｆ／ｃｍ２）流量：１．００ｍＬ／ｍｉｎ

また、フィルム形成材の含有量は、モノマー、及びフィルム形成材の総量を基準として５重量％〜８０重量％であることが好ましく、１５重量％〜７０重量％であることがより好ましい。５重量％以上とすることで良好なフィルム形成性が得られやすく、また、８０重量％以下とすることで硬化性組成物が良好な流動性を示す傾向にある。

また、導電性接着剤層１３及び絶縁性接着剤層１４を形成する接着剤層は、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤及びフェノール樹脂やメラミン樹脂、イソシアネート類等を更に含有していてもよい。充填剤を含有する場合、接続信頼性の向上が更に期待できる。

導電粒子Ｐとしては、例えば金、銀、ニッケル、銅、ハンダ等の金属粒子、或いはカーボン粒子などが挙げられる。導電粒子Ｐの保存安定性を得るため、導電粒子Ｐの表層は、銅などの遷移金属類ではなく、金、銀のような白金属の貴金属類とすることが好ましく、これらの中でも金がより好ましい。また、ニッケルの表面をＡｕ等の貴金属類で被覆してもよい。更に、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等を上記金属等の導電物質で被覆したものを用いてもよく、この場合にもニッケル層を設けて多層構造とすることも可能である。

また、導電粒子Ｐとして、非導電性のプラスチック等を導電物質で被覆したものや熱溶融金属粒子を使用した場合、加熱加圧によって導電粒子Ｐが容易に変形するため、接続時の電極との接触面積が増加し、回路部材側の厚みばらつきを吸収して接続信頼性を向上できる。また、導電粒子Ｐの表面に突起を設けることにより接続抵抗を低下させることもできる。

導電粒子Ｐの平均粒径は、２．５μｍ以上６．０μｍ以下であることが好ましい。導電粒子Ｐの平均粒径を２．５μｍ以上とすることで、剥離フィルム１２への塗工精度が維持され、導電粒子Ｐを導電性接着剤層１３に良好に分散させ易くなる。導電粒子Ｐの平均粒径を６．０μｍ以下とすることで、接続構造体１の隣接する回路電極８，８間での絶縁性を維持し易くなる。導電粒子Ｐの良好な分散性を得るためには、導電粒子Ｐの平均粒径は、２．７μｍ以上であることがより好ましく、３μｍ以上であることが更に好ましい。一方、接続構造体１の隣接する回路電極８，８間での絶縁性の確保の観点から、導電粒子Ｐの平均粒径は、５．５μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることが更に好ましい。

導電粒子Ｐの平均粒径は、任意の導電粒子３００個について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察により粒径の測定を行い、それらの平均値を取ることにより得られる。なお、導電粒子Ｐが突起を有する場合や、球形ではない場合、導電粒子Ｐの粒径は、ＳＥＭの画像における導電粒子に外接する円の直径とする。

導電粒子Ｐの配合量は、導電粒子Ｐ以外の成分１００体積部に対して１体積部〜１００体積部とすることが好ましい。導電粒子Ｐの分散性と、実装時の隣接回路間での絶縁性とを好適に両立する観点から、導電粒子Ｐの配合量は、１０体積部〜５０体積部とすることがより好ましい。更に、導電粒子の平均粒径が２．５μｍ以上６．０μｍ以下の範囲において、導電粒子の粒子密度が５０００個／ｍｍ^２以上５００００個／ｍｍ^２以下であることが好ましい。

導電性接着剤層１３及び絶縁性接着剤層１４の厚みは、適宜設定可能である。導電性接着剤層１３及び絶縁性接着剤層１４の厚みの合計は、例えば５μｍ〜３０μｍとなっているが、作製する接続構造体の電極高さに応じて、適時調整することが望ましく、電極高さの１．０倍以上１．２倍未満が望ましい。１．０倍以下の場合、接続構造体に異方導電性フィルムが充填されない場合があり、接着性及び絶縁性が低下する。一方、導電性接着剤層１３及び絶縁性接着剤層１４の厚みの合計が１．２倍以上の場合、異方導電性フィルムが接続構造体から多量にはみ出し、実装のタクトが悪化すること、所望の実装位置からのずれが大きくなる等の問題が生じる。

異方導電性フィルム１１を構成する絶縁性接着剤層１４と導電性接着剤層１３の厚み、異方導電性フィルム１１中の導電粒子Ｐが存在している位置については、例えば収束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて異方導電性フィルム１１の断面を切削し、その後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察及び測定することが可能である。具体的には、異方導電性フィルム１１の剥離フィルム１２側を導電性のカーボンテープを用いて、試料加工・観察用の冶具に固定する。その後、導電性接着剤層１３側から白金スパッタ処理を実施し、導電性接着剤層１３上に２０ｎｍの白金膜を形成する。次に、収束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて異方導電性フィルム１１の導電性接着剤層１３側から加工を実施し、加工断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察する。
［異方導電性フィルムの製造方法］

異方導電性フィルム１１は、以下のように製造する。長尺の剥離フィルム１２を、上記上流側ガイドロール５１及び下流側ガイドロール５２の間をその下方から上方に向けて離型フィルム１２が略鉛直に搬送している。
剥離フィルム１２の搬送経路上には、導電性接着剤層１３の形成材料となる樹脂溶液を塗布する塗工ロール５３が配置されており、塗工ロール５３によって導電粒子Ｐが分散された樹脂溶液が剥離フィルム１２上に塗布される。この時、塗工ロール５３上のセル層６８に彫刻されたセルパターン６９の模様に導電粒子Pが配列される。

樹脂溶液の粘度は、用途、塗布方法に応じて変動させることができるが、通常は、１ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。樹脂溶液中の配合物の分離の抑制や相溶性向上の観点から、１０ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓとすることがより好ましい。また、塗工方式の特性上、異方導電性フィルム１１の外観向上のためには、２０ｍＰａ・ｓ〜３００ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。１００００ｍＰａ・ｓを超えると、樹脂溶液の塗工ロール５３への供給が困難となるだけでなく、供給された樹脂溶液を過剰分をドクター刃５８で掻き取ることが困難となる。また、１ｍＰａ・ｓ未満では接着剤ペーストＷの配合物の分離が生じるおそれがある。

なお、樹脂溶液の乾燥温度は、例えば２０℃〜８０℃であることが好ましい。また、剥離フィルム１２の搬送速度は、例えば３０ｍｍ／ｓ〜１６０ｍｍ／ｓであることが好ましい。接着剤ペーストＷの厚みは、例えば平均粒径が３μｍの導電粒子Ｐを用いる場合には、５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

導電性接着剤層１３の形成の後、別途作成した絶縁性接着剤層１４を導電性接着剤層１３上にラミネートしても良い。これにより、図５に示した異方導電性フィルム１１が得られる。なお、絶縁性接着剤層１４のラミネートには、例えばホットロールラミネータを用いることができる。また、ラミネートに限られず、絶縁性接着剤層１４の材料となる接着剤ペーストを導電性接着剤層１３上に塗布・乾燥してもよい。
［接続構造体の製造方法］

図８は、図７に示した接続構造体の製造工程を示す模式的断面図である。接続構造体１の形成にあたっては、まず、異方導電性フィルム１１から剥離フィルム１２を剥離し、導電性接着剤層１３側が実装面７ａと対向するようにして異方導電性フィルム１１を第２の回路部材３上にラミネートする。次に、図９に示すように、バンプ電極６と回路電極８とが対向するように、異方導電性フィルム１１がラミネートされた第２の回路部材３上に第１の回路部材２を配置する。そして、異方導電性フィルム１１を加熱しながら第１の回路部材２と第２の回路部材３とを厚み方向に加圧する。

これにより、異方導電性フィルム１１の接着剤成分が流動し、バンプ電極６と回路電極８との距離が縮まって導電粒子Ｐが噛合した状態で、導電性接着剤層及び絶縁性接着剤層１４が硬化する。導電性接着剤層及び絶縁性接着剤層１４の硬化により、バンプ電極６と回路電極８とが電気的に接続され、かつ隣接するバンプ電極６，６同士及び隣接する回路電極８，８同士が電気的に絶縁された状態で異方導電性フィルムの硬化物４が形成され、図１に示した接続構造体１が得られる。得られた接続構造体１では、異方導電性フィルムの硬化物４によってバンプ電極６と回路電極８との間の距離の経時的変化が十分に防止されると共に、電気的特性の長期信頼性も確保できる。

なお、異方導電性フィルム１１の加熱温度は、硬化剤において重合活性種が発生し、重合モノマーの重合が開始される温度以上であることが好ましい。この加熱温度は、例えば８０℃〜２００℃であり、好ましくは１００℃〜１８０℃である。また、加熱時間は、例えば０．１秒〜３０秒、好ましくは１秒〜２０秒である。加熱温度が８０℃未満であると硬化速度が遅くなり、２００℃を超えると望まない副反応が進行しやすい。また、加熱時間が０．１秒未満では硬化反応が十分に進行せず、３０秒を超えると硬化物の生産性が低下し、更に望まない副反応も進みやすい。

上記説明したように、本発明による異方導電性フィルム１１の製造方法では、異方導電性フィルム１１中に塗工ロールのセルパターン状に導電粒子Pを分散配列することが可能となる。また、本発明による異方導電性フィルム１１を用いた接続構造体は、接続信頼性と絶縁性を両立することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）

４，４’−（９−フルオレニリデン）−ジフェノール４５ｇ（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）、及び３，３’，５，５’−テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル５０ｇ（三菱化学株式会社製：ＹＸ−４０００Ｈ）を、ジムロート冷却管、塩化カルシウム管、及び攪拌モーターに接続されたテフロン攪拌棒（テフロンは登録商標）を装着した３０００ｍＬの３つ口フラスコ中でＮ−メチルピロリドン１０００ｍＬに溶解して反応液とした。これに炭酸カリウム２１ｇを加え、マントルヒーターで１１０℃に加熱しながら攪拌した。３時間攪拌後、１０００ｍＬのメタノールが入ったビーカーに反応液を滴下し、生成した沈殿物を吸引ろ過することによってろ取した。ろ取した沈殿物をさらに３００ｍＬのメタノールで３回洗浄して、フェノキシ樹脂ａを７５ｇ得た。

その後、フェノキシ樹脂ａの分子量を東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフＧＰ８０２０を用いて測定した（カラム：日立化成株式会社製Ｇｅｌｐａｋ ＧＬＡ１５０Ｓ及びＧＬＡ１６０Ｓ、溶媒：テトラヒドロフラン、流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ）。その結果、ポリスチレン換算でＭｎ＝１５７６９、Ｍｗ＝３８０４５、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４１３であった。

次に、導電性接着剤層用の樹脂溶液の形成にあたって、エポキシ化合物としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：ｊＥＲ８２８）を固形分で５０質量部、硬化剤として４−ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを固形分で５部質量部、フィルム形成材としてフェノキシ樹脂ａを固形分で５０質量部を配合した。また、導電粒子について、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、平均粒径３μｍ、比重２．５の導電粒子を作製し，この導電粒子を８０質量部で樹脂組成物に配合した。そして、厚み５０μｍのＰＥＴ樹脂フィルムに、一辺が４．６μｍ、深さが３μｍの正六角形型の彫刻を有する塗工ロールを用いて塗布し、樹脂組成物を７０℃で５分間熱風乾燥し、厚みが３μｍの導電性接着剤層を得た。

次に、絶縁性接着剤層用の接着剤ペーストの形成にあたって、エポキシ化合物としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：ｊＥＲ８０７）を固形分で４５質量部、硬化剤として４−ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを固形分で５質量部、フィルム形成材としてＭｗ５００００・Ｔｇ７０℃のフェノキシ樹脂ｂを固形分で５５質量部配合した。そして、厚み５０μｍのＰＥＴ樹脂フィルムにコータを用いて塗布し、７０℃で５分間熱風乾燥することによって厚みが１６μｍの絶縁性接着剤層を得た。その後、導電性接着剤層と絶縁性接着剤層とを４０℃に加熱してホットロールラミネータで貼り合わせ、実施例１に係る異方導電性フィルムを得た。
（実施例２）

一辺が５．３μｍ、深さが３μｍの正方形型の彫刻を有する塗工ロールを用いた以外は実施例１と同様にし、実施例２に係る異方導電性フィルムを作製した。
（実施例３）

一辺が５．７μｍ、深さが３μｍの正三角形型の彫刻を有する塗工ロールを用いた以外は実施例１と同様にし、実施例３に係る異方導電性フィルムを作製した。
（比較例１）
間隔が５μｍ、深さが３μｍの直線状の彫刻を有する塗工ロールを用いた以外は、実施例１と同様にし、比較例１に係る異方導電性フィルムを作製した。
（異方導電性フィルム中の導電粒子の密度算出）

実施例１〜３及び比較例１の異方導電性フィルムについて、２５００μｍ^２（５０μｍ×５０μｍ）当たりの導電粒子数を２０か所で金属顕微鏡にて実測し、その平均値を１ｍｍ^２に換算した。
（導電粒子の単分散率の評価）

実施例１〜３及び比較例１の異方導電性フィルムについて、導電粒子の単分散率（導電粒子が隣接する他の導電粒子と離間した状態（単分散状態）で存在している比率）を評価した。単分散率は、単分散率（％）＝（２５００μｍ^２中の単分散状態の導電粒子数／２５００μｍ^２中の導電粒子数）×１００、を用いて求められる。導電粒子の実測には、金属顕微鏡を用いて２００倍の倍率で観察した。

図１０は、評価実験結果を示す図である。同図に示すように、実施例１〜３及び比較例１に係る異方導電性フィルムでは、いずれも３００００±２０００個／ｍｍ^２の導電粒子密度である。しかし、比較例１の単分散率は、４０％であるのに対して、実施例１〜３の単分散率は７０％を超え、良好な単分散性が得られている。
（接続構造体の作製）

第１の回路部材として、バンプ電極を一列に配列したストレート配列構造を有するＩＣチップ（外形２ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５５ｍｍ、バンプ電極の大きさ１００μｍ×３０μｍ、バンプ電極間距離８μｍ、バンプ電極厚み１５μｍ）を準備した。また、第２の回路部材として、ガラス基板（コーニング社製：＃１７３７、３８ｍｍ×２８ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）の表面にＩＴＯの配線パターン（パターン幅２１μｍ、電極間スペース１７μｍ）を形成したものを準備した。

ＩＣチップとガラス基板との接続には、セラミックヒータからなるステージ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）及びツール（３ｍｍ×２０ｍｍ）から構成される熱圧着装置を用いた。まず、実施例１〜３及び比較例１に係る異方導電性フィルム（２．５ｍｍ×２５ｍｍ）の導電性接着剤層上の剥離フィルムを剥離し、導電性接着剤層側の面をガラス基板に８０℃・０．９８ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の条件で２秒間加熱及び加圧して貼り付けた。

次に、異方導電性フィルムの絶縁性接着剤層上の剥離フィルムを剥離し、ＩＣチップのバンプ電極とガラス基板の回路電極との位置合わせを行った後、異方導電性フィルムの実測最高到達温度１７０℃、及びバンプ電極での面積換算圧力７０ＭＰａの条件で５秒間加熱及び加圧して絶縁性接着剤層をＩＣチップに貼り付けた。
（導電粒子の捕捉率及び抵抗特性の評価）

実施例１〜３及び比較例１の各異方導電性フィルムを用いて得られた接続構造体において、バンプ電極と回路電極との間の導電粒子の捕捉率、バンプ電極と回路電極との間の抵抗値、及び隣接する回路電極間の絶縁抵抗を評価した。捕捉率は、異方導電性フィルム中の導電粒子の密度に対するバンプ電極上の導電粒子の密度の比であり、捕捉率（％）＝（バンプ電極上の導電粒子数の平均／（バンプ電極面積×異方導電性フィルムの単位面積当たりの導電粒子数））×１００、によって求められる。

また、抵抗値の評価は、四端子測定法にて実施し、１４箇所の測定の平均値を用いた。絶縁抵抗の評価では、実施例１〜３及び比較例１の各異方導電性フィルムを用いて得られた接続構造体に５０Ｖの電圧を印加し、計１４４０か所の回路電極間の絶縁抵抗を一括で測定した。絶縁抵抗については、１０^８Ωより大きい場合をＡ判定、１０^８Ω以下の場合をＢ判定とした。

図１１は、評価実験結果を示す図である。同図に示すように、実施例１〜３及び、比較例１に係る接続構造体はいずれも、導電粒子の捕捉率が５０％前後であり、抵抗値は良好であった。一方、実施例１〜３に係る接続構造体の絶縁試験評価はA判定であるが、比較例１に係る接続構造体の絶縁試験評価はB判定であり、実施例１〜３に比べて低下した。

１…接続構造体、２…第１の回路部材、３…第２の回路部材、４…異方導電性フィルムの硬化物、５…第１の回路部材の本体部、６…バンプ電極、７…第２の回路部材の本体部、８…回路電極、１１…異方導電性フィルム、１２…剥離フィルム、１３…導電性接着剤層、１４…絶縁性接着剤層、Ｐ…導電粒子。

Claims (6)

1. 導電粒子及び接着剤成分を含んで構成される異方導電性フィルムの製造方法であって、
   前記異方導電性フィルムは、塗工ロールの表面に導電粒子及び接着剤成分を有機溶剤に溶解した異方導電性フィルム樹脂溶液を供給し、余分な異方導電性フィルム樹脂溶液を掻き取った後に、塗工ロールの表面の異方導電性フィルム樹脂溶液を離型フィルム上に塗布する塗布装置を用いることを特徴とし、
   前記塗工ロール周面部は、規則的に配列された多角形型の凹凸状の彫刻加工を有しており、
   前記彫刻の溝から離型フィルム上に、接着剤成分を塗布すると同時に、導電粒子を転写し配列させる工程を有することを特徴とする異方導電性フィルムの製造方法。
2. 前記多角形型の凹凸状の彫刻加工が、正三角形，正方形，正五各形，又は、正六角形状であることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルムの製造方法。
3. 前記多角形型の凹凸状の彫刻の溝の深さが、導電粒子の直径の０．５倍以上かつ１．１倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の異方導電性フィルムの製造方法。
4. 前記塗布装置には、前記塗工ロールに異方導電性フィルム樹脂溶液を塗布する密閉チャンバーを有する塗工ユニットと、密閉チャンバーに形成された樹脂溶液溜まり内に、異方導電性フィルム樹脂溶液を循環供給する樹脂溶液供給手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項記載の異方導電性フィルムの製造方法。
5. 前記異方導電性フィルムは、前記導電粒子が分散された接着剤層からなる導電性接着剤層と、前記導電性接着剤層上に積層され、前記導電粒子が分散されていない接着剤層からなる絶縁性接着剤層と、を備えることを特徴する請求項１〜５いずれか一項に記載の異方導電性フィルムの製造方法。
6. バンプ電極が設けられた第１の回路部材と、前記バンプ電極に対応する回路電極が設けられた第２の回路部材とを、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異方導電性フィルムの製造方法で得られる異方導電性フィルムを介して接続してなることを特徴とする接続構造体。

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