JP2018200880A - 異方導電性フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック製モジュール基板のように表面にうねりを有する基板に形成された端子でも安定した導通特性で接続することのできる異方導電性フィルムを提供する。【解決手段】異方導電性フィルム１Ａが、単層の重合性絶縁接着剤層３と、該重合性絶縁接着剤層３に平面視で規則配列した導電粒子２を含む。導電粒子径Ｄが１０μｍ以上であり、該フィルム１Ａの厚さＬ２が導電粒子径Ｄの等倍以上２．５倍以下であり、該フィルム１Ａの厚さＬ２方向の導電粒子２のばらつき幅が導電粒子径Ｄの１０％未満である。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、異方導電性フィルムに関する。

異方導電性フィルムは、ＩＣチップ等の電子部品を基板に実装する際に広く使用されている。近年では、携帯電話、ノートパソコン等の小型電子機器において配線の高密度化が求められており、この高密度化に異方導電性フィルムを対応させる手法として、異方導電性フィルムの絶縁接着剤層に導電粒子を格子状に均等配置すること、特に、粒子径５μｍ以下の導電粒子を使用し、その配列を異方導電性フィルムの長手方向に対して所定の角度で傾斜させることが提案されている（特許文献１）。

一方、ＣＭＯＳ等のイメージセンサやレンズがモジュール基板に搭載されているカメラモジュールやコンパクトカメラモジュールでは、電気的絶縁性及び熱的絶縁性に優れる点からセラミック製モジュール基板が多く使用されている（特許文献２）。

特許４８８７７００号公報 特表２０１３−５１６６５６号公報

しかしながら、セラミック製モジュール基板の表面にはうねりがある。また、セラミック基板上の端子を、印刷により形成した端子パターンの焼結等を経て得る場合、端子そのものの高さがばらつくことがある。このようなうねりのある基板を、異方導電性フィルムを用いて配線基板に実装する場合、うねりの凸部にある端子と凹部にある端子とで粒子捕捉性が異なり、導通特性がばらつくという問題が生じた。うねりの凸部にある端子上の導電粒子は、異方導電接続時に絶縁接着剤層を形成する樹脂が溶融し流動することによって流され、端子に捕捉されにくくなるためである。このうねりは、セラミック基板の製法にもよるが、一例としては高さ２０〜５０μｍ、波長数百μｍ以上になる。

うねりの問題はセラミック基板に限らず、例えばＦＲ４基板（ガラスエポキシ基板）等の電極面の高さにも基材によってばらつきがあり、一例として、電極面の高さばらつきの最大高低差は２〜３μｍである。

これに対し、導通特性を改善するため、異方導電接続の加熱加圧条件をより高温高圧にすることが考えられるが、モジュール基板にはイメージセンサやレンズが搭載されているために、通常、異方導電性接続を温度１９０℃以下、圧力２ＭＰａ以下の低温低圧条件で行うことが必要とされる。

そこで、本発明は、セラミック製モジュール基板のように表面にうねりを有する基板に形成された端子や、電極面自体に高さばらつきがある端子でも安定した導通特性で接続することのできる異方導電性フィルムの提供を課題とする。

本発明者は、絶縁接着剤層に規則配列した導電粒子を、ＣＯＧ（chip on glass）等のファインピッチの端子に使用される異方導電性フィルムの導電粒子径よりも大きくし、さらに異方導電性フィルムの厚さと導電粒子径の関係を規定し、そのフィルム厚方向の導電粒子の位置も規定することにより上述の課題を解決できることを見出し、本発明を想到した。

即ち、本発明は、絶縁接着剤層と、該絶縁接着剤層に平面視で規則配列した導電粒子を含む異方導電性フィルムであって、導電粒子径が１０μｍ以上であり、該フィルムの厚さが導電粒子径の等倍以上３．５倍以下であり、該フィルムの厚さ方向の導電粒子の位置のばらつき幅が導電粒子径の１０％未満である異方導電性フィルムを提供する。

また、本発明は、上述の異方導電性フィルムで第１電子部品と第２電子部品が異方導電性接続されている接続構造体を提供する。

本発明の異方導電性フィルムによれば、表面が平坦な基板に形成されている端子だけでなく、セラミック製モジュール基板のように表面にうねりがある基板に形成されている端子や、電極面自体に高さばらつきがある端子でも安定した導通抵抗で異方導電性接続することができる。したがって、本発明の接続構造体によれば、セラミック基板を使用したカメラモジュールを接続したものであっても、各接続端子が良好な導通特性を発揮する。

図１Ａは、実施例の異方導電性フィルム１Ａの平面図である。 図１Ｂは、実施例の異方導電性フィルム１Ａの断面図である。 図２は、実施例の異方導電性フィルム１Ｂの平面図である。 図３は、実施例の異方導電性フィルム１Ｃの断面図である。 図４は、実施例の異方導電性フィルム１Ｄの断面図である。 図５は、実施例の異方導電性フィルム１Ｅの断面図である。 図６Ａは、カメラモジュールの断面図である。 図６Ｂは、カメラモジュールの端子形成面の平面図である。 図７は、実施例の異方導電性フィルム１Ｆの平面図である。 図８は、セラミック基板のうねりの測定方法の説明図である。 図９は、セラミック基板の表面凹凸のプロファイルである。 図１０Ａは、評価用接続構造体の平面図である。 図１０Ｂは、評価用接続構造体の断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。

図１Ａは、本発明の一実施例の異方導電性フィルム１Ａの平面図であり、図１Ｂはその断面図である。この異方導電性フィルム１Ａは、概略、所定の粒子径の導電粒子２が絶縁接着剤層３に格子状に規則配列し、所定のフィルム厚に形成されたものである。

<導電粒子径>
本発明において、導電粒子２の粒子径（即ち、導電粒子径Ｄ）は、接続する基板の表面が平坦である場合だけでなく、セラミック製モジュール基板のように表面にうねりがある場合でも安定した導通がとれるようにする点から、１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上とする。また、入手容易性の点から、導電粒子２は好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下とする。

なお、本発明において導電粒子径Ｄは、導電粒子２の平均粒子径を意味する。

<粒子配置>
本発明において、導電粒子２は絶縁接着剤層３に平面視で規則配列しており、本実施例の異方導電性フィルム１Ａでは平面視で正方格子に配列している。なお、本発明において導電粒子２の規則配列は、導電粒子の平面配置に粗密のばらつきができないように規則的に配列していればよい。例えば、フィルムの長手方向に面積１ｍｍ×１ｍｍの領域を１０箇所抽出し、各領域における導電粒子の粒子密度を測定した場合の粒子密度の最大値と最小値との差が、各領域の粒子密度の平均に対して２０％未満となるようにする。そのために導電粒子を斜方格子、長方格子、６方格子等に格子配列させてもよい。このように規則的に配列させることにより、端子が形成されている接続面にうねりがあっても導電粒子が端子に捕捉されやすくなり、導通不良やショートの発生を顕著に低減させることができる。また、アライメントマークにより電子部品を位置合わせして接続する場合に、基板面のうねりによりアライメントマークがズレても導電粒子が端子で捕捉され、確実に導通をとることができる。

これに対し、導電粒子２がランダムに分散している場合、異方導電性接続時に導電粒子の粒子密度の低い部分がモジュール基板のうねりの凸部にある端子上に配置されると、その端子上の導電粒子が流れてその部分の粒子密度が一層低くなり、端子における導電粒子の捕捉数が低減し、導通不良が起こり易くなる。

導電粒子２を格子配列させる場合に、格子軸を異方導電性フィルムの長手方向に対して傾けることが、端子における粒子捕捉性を安定させる点で好ましい。例えば、図２に示すように導電粒子を長方格子に配列させた異方導電性フィルム１Ｂにおいて、格子軸とフィルム長手方向とがなす角度θを１０〜４０°とすることが好ましい。また、端子における粒子捕捉性を向上させる点から、隣接する格子軸にある導電粒子２ａ、２ｂがフィルム長手方向に重畳するように導電粒子２を配置することが好ましい。

導電粒子２の規則配列に関し、隣接する導電粒子の中心間距離が短すぎるとショートが発生しやすくなり、長すぎると端子に捕捉される導電粒子数が不足して十分な導通接続ができなくなるため、短絡防止と導通接続の安定性の点から、最も近接して隣接する導電粒子同士の中心間距離（本実施例では正方格子の配列ピッチＬ１）を導電粒子径Ｄの１．２〜１００倍とすることが好ましく、１．５〜８０倍とすることがより好ましい。

一方、異方導電性フィルム１Ａの厚さＬ２は、導電粒子径Ｄの等倍以上３．５倍以下、好ましくは３．０倍以下、より好ましくは２．５倍以下、更により好ましくは導電粒子径Ｄの１．１倍以上２．３倍以下である。異方導電性フィルム１Ａの厚さＬ２が厚すぎると、絶縁接着剤層３を形成する樹脂が異方導電性接続した部分からはみ出したり、端子の導通安定性が低下したりするおそれがあり、また、異方導電性フィルムを長尺に形成し、リールに巻いて保管するにあたり、巻き締まった異方導電性フィルムから絶縁接着剤層がはみ出すという問題が生じる。反対に、異方導電性フィルム１Ａの厚さＬ２が薄すぎると、異方導電性接続する端子の形成面同士を十分に接着することができず、特に、端子の形成面にうねりがある場合にうねり凹部を確実に接着することが困難になる。これに対し、異方導電性フィルム１Ａの厚さＬ２を導電粒子径Ｄの等倍以上３．５倍以下、好ましくは３．０倍以下、更に好ましくは２．５倍以下に近接させると、樹脂のはみ出し、導通安定性の低下、端子の形成面の接着不良などの問題が生じない。さらに、異方導電性フィルム１Ａの厚さＬ２と導電粒子径Ｄを近接させることにより、異方導電性接続時の樹脂流動が相対的に低減するため、本発明の異方導電性フィルムを用いてうねりのある基板を接続する場合だけでなく、うねりのない基板（例えばガラス基板など）を接続する場合においても、端子における導電粒子の捕捉性が向上する。

異方導電性フィルム１Ａの厚さ方向の導電粒子２の配置については、そのフィルム厚方向の導電粒子の位置のばらつき幅が導電粒子径Ｄの１０％未満である。このばらつき幅は、異方導電性フィルム１Ａの表裏の２面のうち、導電粒子２が明らかに一方の表面に近接して偏在している場合には、その近接している側の表面１ｙと各導電粒子２との距離Ｌ４のばらつき幅として測定され、それ以外の場合には、いずれか一方の表面と各導電粒子との距離のばらつき幅として測定される。より具体的には、フィルムの長手方向に連続して１００個の導電粒子２を抽出し、各導電粒子２について距離Ｌ４を測定したときの最大値と最小値の差ΔＬ４として得られる。また、ばらつき幅ΔＬ４の導電粒子径に対する割合は、ばらつき幅ΔＬ４と平均の導電粒子径Ｄとの割合である。なお、このばらつき幅ΔＬ４が導電粒子径Ｄの１０％未満であるとき、ばらつき幅ΔＬ４は、通常５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。

このように導電粒子２のフィルム厚方向の位置を揃えることにより、異方導電性フィルム１Ａを用いて異方導電性接続した場合に、各端子にかかる押圧力が均一になり、端子における導電粒子２の捕捉性のムラを低減することができる。異方導電性接続時に各端子にかかる押圧力が均一であることは、異方導電性接続により導電粒子２によって各端子に形成される圧痕が揃っていることにより確認することができる。

また、異方導電性フィルム１Ａの表裏の２面のうち、導電粒子２が離れている側の表面１ｘと各導電粒子２との距離Ｌ３が、好ましくは導電粒子径Ｄの１０％以上である。

異方導電性接続時には、異方導電性フィルム１Ａの表裏の２面のうち導電粒子が近い側の表面１ｙを、異方導電性接続する２つの電子部品のうち最初に異方導電性フィルムを貼着する電子部品に向けて異方導電性接続することが好ましい。例えば、接続面にうねりのないフレキシブルプリント基板と、うねりのあるセラミック基板とを異方導電性接続する場合、上述の異方導電性フィルムの表面１ｙをうねりのあるセラミック基板に向ける。これにより押し込みの安定性が向上し、またフィルム全体で基板の撓みを絶縁接着剤層３で吸収することができるので導通特性を大きく改善することができる。なお、導電粒子２が離れている側の表面１ｘを、うねりのある基板に向けて接続する場合でも、うねりのある基板の端子における導通特性のばらつきを改善することができる。また、本発明において、前述の距離Ｌ４のばらつき幅は導電粒子径Ｄの１０％未満とするが、距離Ｌ３のばらつき幅は導電粒子径の１０％未満でなくてもよい。

異方導電性フィルムの１方の表面１ｘと各導電粒子２との距離Ｌ３が導電粒子径Ｄの１０％以上となるようにするため、図３に示すように、導電粒子２を異方導電性フィルム１Ｃの他方の表面１ｙに当接させるか、あるいは他方の表面１ｙの近傍に配置してもよい。この場合も上述と同様に、異方導電性接続時に最初に異方導電性フィルムを貼着する電子部品に表面１ｙを向けて異方導電性接続することが好ましい。

また、異方導電性フィルム１Ａの厚さに関わらず、図１Ｂに示すように、各導電粒子２が異方導電性フィルム１Ａの片方の表面１ｙに近接していることが好ましい。より具体的には、異方導電性フィルム１Ａの表面１ｙと導電粒子２との距離Ｌ４を導電粒子径Ｄの等倍未満とすることが好ましく、粒子径の３０％以内にすることがより好ましい。導電粒子２を異方導電性フィルム１Ａの表面１ｙと面一に配置してもよい。特にフィルムの厚みを粒子径の２．５倍より大きくする場合は、押し込み時の樹脂流動が相対的に大きくなるので、捕捉性の観点から導電粒子は端子近傍に設けることが好ましい。

<導電粒子の粒子密度>
導電粒子２の粒子密度は、導通信頼性の点から２０〜２０００個／ｍｍ²が好ましく、４０〜１５００個／ｍｍ²がより好ましく、１５０〜８５０個／ｍｍ²が更により好ましい。

<導電粒子の構成材料>
導電粒子２自体の構成は、公知の異方導電性フィルムに用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。例えば、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、コア樹脂粒子を金属被覆した金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。ここで、金属被覆樹脂粒子の金属被覆は、無電解メッキ法、スパッタリング法等の公知の金属膜形成方法を利用して形成することができる。コア樹脂粒子は、樹脂のみから形成してもよく、導通信頼性の向上のために導電微粒子を分散させたものとしてもよい。

<絶縁接着剤層>
絶縁接着剤層３としては、公知の異方導電性フィルムで使用される絶縁性樹脂層を適宜採用することができる。例えば、アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む光ラジカル重合型樹脂層、アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂層、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂層、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂層等を使用することができる。また、これらの樹脂層は、必要に応じて、それぞれ重合したものとすることができる。また、絶縁接着剤層３を、単一の樹脂層から形成しても、複数の樹脂層から形成してもよい。

絶縁接着剤層３には、必要に応じてシリカ微粒子、アルミナ、水酸化アルミ等の絶縁性フィラーを加えても良い。絶縁性フィラーの配合量は、絶縁接着剤層を形成する樹脂１００質量部に対して３〜４０質量部とすることが好ましい。これにより、異方導電性接続時に絶縁接着剤層３が溶融しても、溶融した樹脂で導電粒子２が不用に移動することを抑制することができる。

絶縁接着剤層３のタック性は高いことが好ましい。うねりのある基板との貼り付き性を向上させるためである。特に、導電粒子２と一方のフィルム表面１ｘとの距離Ｌ３を導電粒子径Ｄの１０％以上にすることができない場合には、絶縁接着剤層３のタック性を高めることが強く求められる。

また、絶縁接着剤層３の最低溶融粘度（異方導電性フィルムが多層の樹脂層から形成されている場合にはその全体の最低溶融粘度）は、導電粒子を精密に配置することができ、且つ異方導電性接続時の押し込みにより樹脂流動が導電粒子の捕捉性に支障を来たすことを防止できる点から、１００〜３００００Ｐａ・ｓが好ましく、５００〜２００００Ｐａ・ｓがより好ましく、特に好ましくは１０００〜１００００Ｐａ・ｓである。回転式レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を用い、昇温速度１０℃／分、測定圧力５ｇ一定、使用測定プレート直径８ｍｍという条件により測定される。

<異方導電性フィルムの製造方法>
導電粒子２が平面視で規則配列し、かつフィルム厚方向のばらつき幅が導電粒子径Ｄの１０％未満となるように異方導電性フィルム１Ａを製造する方法としては、導電粒子２の配置に対応した凸部を有する金型を平坦な金属プレートに機械加工やレーザー加工、フォトリソグラフィなどの方法で作製し、その金型に硬化性樹脂を充填し、硬化させることにより凹凸が反転した樹脂型を作製し、この樹脂型を導電粒子用マイクロキャビティとし、その凹部に導電粒子を入れ、その上に絶縁接着剤層形成用組成物を充填し、硬化させ、型から取り出せばよい。型から取り出した樹脂層上には、必要に応じて、絶縁接着剤層を形成する樹脂層をさらに積層してもよい。このように型への導電粒子の充填工程と、型への絶縁接着剤層の充填、剥離工程を別個に行うことにより、導電粒子を型の底部に留まらせることができるので、導電粒子のフィルム厚方向のばらつき幅を抑制することができる。

また、異方導電性フィルム１Ａの表面１ｙの近傍で、又は表面１ｙに導電粒子２が当接するように、導電粒子２のフィルム厚方向の位置を揃える方法としては、上述の型に導電粒子を充填し、その上に絶縁接着剤層形成用組成物を充填し、硬化させ、それを型から取り出した後、絶縁接着剤層に導電粒子を押し込むことで絶縁接着剤層を単層に形成することが好ましい。

<変形態様>
本発明の異方導電性フィルムは、種々の態様をとることができる。
例えば、絶縁接着剤層３を複数の樹脂層から形成するにあたり、図４に示した異方導電性フィルム１Ｄのように、絶縁接着剤層３を接着層４とＵＶ硬化層５から形成し、各導電粒子２をＵＶ硬化層５の表面に当接するように配置する。そして、ＵＶ硬化層５上にタック層６を設ける。

ここで、接着層４及びタック層６は、上述の熱又は光により重合する樹脂層から形成することができる。

ＵＶ硬化層５は、ＵＶ硬化性の樹脂をＵＶ硬化させることにより、導電粒子２の異方性導電接続をより低温で行うことを可能とする。これにより、接続条件の低温化が求められる基板（例えばプラスチック基板等）にも対応することができる。

タック層６は、タック性を有する樹脂層である。タック層６があることにより、端子の形成面にうねりがあっても、異方導電性接続時に異方導電性フィルムが位置ズレすることを抑えることができる。予め、電子部品又は基板の端子の形成位置に異方導電性フィルムの導電粒子の配置領域が対応するように異方導電性フィルムを位置合わせしてから異方導電性接続する場合には、特にこの効果は顕著である。タック層６は、接着層４及びＵＶ硬化層５に保持されている導電粒子２上に絶縁接着剤をラミネートする等して形成することができる。

絶縁接着剤層３の最低溶融粘度は、図１Ｂや図３に示したように、異方導電性フィルムの樹脂層として絶縁接着剤層３が単層で存在する場合と同様である。異方導電性フィルムに接着層４とＵＶ硬化層５とタック層６を設ける場合に、最低溶融粘度には、接着層４＜ＵＶ硬化層５≦タック層６の関係があることが好ましい。粒子の流動抑制の点から、接着層４の溶融粘度は８０℃で好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下であり、ＵＶ硬化層５の溶融粘度は８０℃で好ましくは１０００〜２００００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは３０００〜１５０００Ｐａ・ｓである。また、タック層６の溶融粘度は、８０℃で好ましくは１０００〜２００００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは３０００〜１５０００Ｐａ・ｓである。なお、これらの粘度は、例えば回転式レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を用い、昇温速度１０℃／分、測定圧力５ｇ一定、使用測定プレート直径８ｍｍという条件により測定される数値である。

また、図５に示す異方導電性フィルム１Ｅのように、導電粒子２を固定している絶縁接着剤層３の表裏両面に接着層４を設けてもよい。これにより、異方導電性接続する電子部品のバンプ厚が厚い場合でも、バンプ間に樹脂を充填できるので、良好に異方導電性接続を行うことができる。

また、本発明の異方導電性フィルムには、必要に応じて、異方導電性接続する電子部品に対するアライメントマークを形成することができる。

例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示すカメラモジュール１０のように、セラミック基板１１にレンズ１２と光学フィルタ１３とＣＭＯＳ等のチップ１４が搭載され、セラミック基板１１の矩形の端子形成面には、その３辺に沿って端子１５が配列し、２つの角部近傍にアライメントマーク１６が形成されており、この端子形成面にフレキシブルプリント基板を異方導電性接続する場合に、図７に示す異方導電性フィルム１Ｆのように、導電粒子が格子状に配置した導電粒子の配置領域２Ａを端子１５の配列領域に対応するように形成し、セラミック基板１１のアライメントマーク１６に対応する位置にアライメントマーク７を形成することができる。このアライメントマーク７は、アライメントマーク用粒子の配置により形成することができる。

ここでアライメントマーク用粒子は、導通接続用の導電粒子２と同様の導電粒子を使用することができるが、アライメントマーク用粒子の粒子径は、導電粒子２の粒子径よりも小さくし、例えば、導電粒子径の１／５〜１／３としてもよい。

導通接続用の導電粒子２よりも粒子径の小さいアライメントマーク用粒子を使用して異方導電性フィルムにアライメントマーク７を形成する方法としては、異方導電性フィルムの製造時に導電粒子を規則配列させるために用いる、凹部を有する型（導電粒子用マイクロキャビティ）よりも小型の凹部を有する型（アライメントマーク用マイクロキャビティ）を作製し、このキャビティに、まず導通接続用の導電粒子を入れ、次にアライメントマーク用粒子を入れる。アライメントマーク用マイクロキャビティは導通接続用の導電粒子の径よりも小さいので、アライメントマーク用マイクロキャビティに導通接続用の導電粒子が入ることはない。導電粒子用マイクロキャビティに導電粒子が入り、アライメントマーク用マイクロキャビティにアライメントマーク用粒子が入った後、その上に絶縁接着剤層形成用組成物を充填し、硬化させ、それをキャビティから取り出す。こうして、アライメントマーク７を有する異方導電性フィルムを製造することができる。

なお、図７に示したように、異方導電性フィルム１Ｆにはアラインメントマーク７を導電粒子の配置領域２Ａから離して形成し、抜きしろ８を設けることが好ましい。これにより異方導電性フィルム１Ｆを異方導電性接続に使用するときのカッティングが容易になる。

また、アライメントマークはレーザー照射などにより絶縁性バインダーを局所的に硬化させて形成してもよい。

<異方導電性接続>
異方導電性フィルム１Ａは、フレキシブル基板、ガラス基板などの第１電子部品の接続端子と、カメラモジュール、ＩＣモジュール、ＩＣチップなどの第２電子部品の接続端子との異方導電性接続に使用することができる。この場合、セラミック製モジュール基板のように表面に高さ２０〜５０μｍ程度のうねりがあっても、うねりの凸部にある端子も凹部にある端子も、それぞれ対向する端子と良好に導通接続することができる。また、異方導電性接続するのに好適な端子としては、幅２０〜１０００μｍ、ピッチ４０〜１５００μｍをあげることができる。

本発明は、本発明の異方導電性フィルムを用いて第１電子部品と第２電子部品が異方導電性接続されている接続構造体を包含し、特に、第１電子部品が配線基板であり、第２電子部品がカメラモジュールである態様を包含する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜１０、比較例１〜６
（１）異方導電性フィルムの製造
表１Ａ及び表１Ｂに示すように、所定の粒子径の導電粒子（積水化学工業(株)、ミクロパール）を、絶縁接着剤層に格子状又はランダムに配置した異方導電性フィルムを作製した。この場合、絶縁接着剤層を形成するために、フェノキシ樹脂（新日鉄住金化学(株)、ＹＰ−５０)６０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成(株)、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ）４０質量部、シリカフィラー（日本アエロジル(株)、ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ２００）２０質量部からアニオン系エポキシ樹脂組成物を調製し、それをフィルム厚５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、８０℃のオーブンにて５分間乾燥させ、ＰＥＴフィルム上に絶縁性樹脂からなる粘着層を形成した。

一方、表１Ａ及び表１Ｂに示す密度で凸部が４方格子のパターンを有する金型を、ニッケルプレートに切削加工することにより作製し、公知の透明性樹脂のペレットを溶融させた状態で該金型に流し込み、冷やして固めることで、凹部が同表に示すパターンの樹脂型を形成した。この樹脂型の凹部に導電粒子を充填し、その上に上述の絶縁性樹脂の粘着層を被せ、紫外線を照射して絶縁性樹脂に含まれる硬化性樹脂を硬化させた。そして、型から絶縁性樹脂を剥離し、各実施例及び比較例１の異方導電性フィルムを製造した。また、導電粒子がランダムに分散している比較例２〜６の異方導電性フィルムは、導電粒子と絶縁性樹脂を自転公転式混合装置（(株)シンキー）で撹拌して導電粒子の分散物を得、その分散物の塗膜を形成することにより製造した。

（２）評価
フレキシブルプリント基板（銅配線：ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１００μｍ／１００μｍ、端子高さ：１２μｍ、ポリイミド厚み：２５μｍ）とアルミナ製セラミック基板（金／タングステン配線：ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１００μｍ／１００μｍ、配線高さ：１０μｍ、基板厚み：０．４ｍｍ）を（１）で製造した異方導電性フィルム（フィルム幅１．２ｍｍ）を用いて、加圧ツール幅１ｍｍで、加熱加圧（１８０℃、１ＭＰａ、２０秒）し、接続構造体を得た。

このセラミック基板の端子形成面のうねりを、表面粗さ計（(株)小坂研究所、サーフコーダＳＥ−４００）を用いて測定した。この場合、表面粗さ計の触針を、図８に矢印で示すように、セラミック基板１１における端子１５の配列方向に走査し、表面凹凸のプロファイルを得た。このプロファイルを図９に示す。各実施例及び比較例で使用したセラミック基板は同程度のうねりを有していた。

各接続構造体について、（ａ）導電粒子の捕捉効率（Ａｖｅ、Ｍｉｎ）、（ｂ）導通抵抗、（ｃ）導通信頼性、（ｄ）絶縁性評価１（端子間スペース全体にまたがる導電粒子の連なり）、（ｅ）絶縁性評価２（端子間スペースにおける導電粒子の５０μｍ以上の連なり）、（ｆ）フィルム厚方向の粒子位置、（ｇ）貼り付け性、（ｈ）接着強度、（ｉ）はみ出し評価、（ｊ）総合評価、を次のように評価した。これらの結果を表１Ａ及び表１Ｂに示す。

（ａ）導電粒子の捕捉効率（Ａｖｅ、Ｍｉｎ）
接続構造体からフレキシブルプリント基板を除去し、フレキシブルプリント基板とセラミック基板を観察することにより、セラミック基板のうねりの凸部にある端子と凹部にある端子のそれぞれ１０００個について、各端子に捕捉されている導電粒子の数から次式により捕捉効率を算出し、その平均値（Ａｖｅ）と最小値（Ｍｉｎ）を求めた。
捕捉効率＝（観察された捕捉数／理論捕捉数）×１００
理論捕捉数＝（粒子密度×端子面積）

好ましい導電粒子の捕捉効率は、異方導電性接続する電子部品の種類又は用途に応じて異なるが、少ないと導通信頼性の低下に繋がる為、通常は好ましくは凹部で最小値（Ｍｉｎ）２０％以上、より好ましくは３０％以上である。

なお、一般にカメラモジュールは高価な電子部品であり、加熱加圧耐性に劣るため、カメラモジュールを配線基板に接続する場合の接続不良による貼り直しは極力回避できるようにすることが好ましい。そのような点から、最小値（Ｍｉｎ）は８０％超が好ましい。

（ｂ）導通抵抗
接続構造体の導通抵抗を、デジタルマルチメータ（３４４０１Ａ、アジレント・テクノロジー(株)）を使用し、４端子法にて、電流１ｍＡを流して測定した。測定された抵抗値が２Ω以下をＯＫとし、２Ωを超えるものをＮＧとした。

（ｃ）導通信頼性
接続構造体を温度８５℃、湿度８５％ＲＨの恒温槽に５００時間おいた後の導通抵抗を、（ｂ）と同様に測定し、その導通抵抗が２Ω以下であり、導通抵抗に上昇がなかったものをＯＫとし、それ以外をＮＧとした。

（ｄ）絶縁性評価１（端子間スペース全体にまたがる導電粒子の連なり）
接続構造体の１００μｍの端子間スペース４５０箇所について、配線間スペース全体にまたがっている粒子の連なりをカウントした。そのような連なりが１つでもあると絶縁性評価としてはＮＧとなる。

（ｅ）絶縁性評価２（端子間スペースにおける導電粒子の５０μｍ以上の連なり）
接続構造体の１００μｍの端子間スペース４５０箇所について、導電粒子の５０μｍ以上の連なりをカウントした。

（ｆ）フィルム厚方向の粒子位置
異方導電性フィルムのフィルム厚方向の粒子位置を、フレキシブルプリント基板側に向けたフィルム表面からの距離（ＦＰＣ側距離）とセラミック基板側に向けたフィルム表面からの距離（セラミック基板側距離）として測定した。この測定は異方導電性フィルムの断面を顕微鏡観察することにより行った。
なお、各実施例及び比較例において、フィルム厚方向の導電粒子の位置のばらつき幅は導電粒子径の１０％未満であった。

（ｇ）貼り付け性
ＰＥＴフィルム上に形成されている異方導電性フィルムを、セラミック基板に仮貼り（６０℃、１ＭＰａ、１秒）後、ＰＥＴフィルムを剥離したときの異方導電性フィルムのめくれの有無を目視で観察し、めくれの無い場合をＯＫ、めくれのある場合をＮＧとした。

（ｈ）接着強度
接続構造体のフレキシブルプリント基板とセラミック基板の接着強度を引っ張り試験機による９０度剥離により測定した。この接着強度は、６Ｎ以上の場合にＯＫ、６Ｎ未満の場合にＮＧと評価される。

（ｉ）はみ出し評価
接続構造体のフレキシブルプリント基板とセラミック基板の接合部分からの樹脂のはみ出しが無いか、または１ｍｍ未満の場合をＯＫとし、樹脂のはみ出しが１ｍｍ以上をＮＧとした。

（ｊ）総合評価
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）の評価においてすべてＯＫの場合をＯＫ、一つでもＮＧがある場合をＮＧとした。

表１Ａ及び表１Ｂから、導電粒子径が１０μｍ以上であり、導電粒子が規則配列し、フィルム厚が導電粒子径の等倍から２．５倍以下である実施例１〜１０の異方導電性フィルムを用いた接続構造体は、捕捉効率が平均値、最小値ともに９０％を上回っており、セラミック基板にうねりがあるにも関わらず、捕捉効率にムラがなく、総合評価が優れていることがわかる。

これに対し、導電粒子径が１０μｍ未満の比較例１ではセラミック基板のうねりにより捕捉効率が低く、導通特性も劣っていることがわかる。

また、比較例２〜６から、導電粒子径が１０μｍ以上であっても導電粒子がランダムに配置されていると捕捉効率が安定せず、特にセラミック基板の凸部で捕捉効率が低くなりやすいことがわかる。

さらに比較例５から、導電粒子がランダム配置で且つフィルム厚さが導電粒子径の１．０倍未満であると粒子集合体の影響でタック性が低下し貼り付け性が劣化する。
また、比較例６からフィルム厚さが導電粒子径の２．５倍を超えると接続構造体から樹脂がはみ出し易いことがわかる。

また、異方導電性フィルムの表裏いずれの表面からも導電粒子が導電粒子径の１０％以上離れている実施例１〜６においても、導電粒子が絶縁接着剤層の表面近傍にあるか、又は絶縁接着剤層に当接している実施例７〜９においても、導電粒子が規則配列し、導電粒子のフィルム厚方向のばらつきが抑えられていることにより、基板にうねりがあっても導電粒子密度が過度に粗になる部分が生じ難く、貼り合わせに問題がないことがわかる。

実施例１１、比較例７〜１０
（１）異方性導電フィルムの製造
導電粒子の粒子密度のばらつきや、フィルム厚方向の導電粒子の位置のばらつきが、端子の有効接続面積を変えた場合の導電粒子の捕捉性やショートの発生に及ぼす影響を調べるため、実施例１に準じて、粒子径２０μｍの導電粒子（積水化学工業(株)、ミクロパール）を４方格子で平面視の粒子密度（即ち、平均粒子密度）２５０個／ｍｍ²に配列させた異方導電性フィルム（フィルム厚２５μｍ）（実施例１１）を作製した。また、比較例２に準じて、粒子径２０μｍの導電粒子を表２に示す平均粒子密度でランダムに配置した異方導電性フィルム（フィルム厚２５μｍ）（比較例７〜１０）を作製した。この場合、絶縁接着剤層は、２官能アクリレート（Ａ−２００、新中村化学工業（株））３０質量部、フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成(株)）４０質量部、ウレタンアクリレート（Ｕ−２ＰＰＡ、新中村化学工業（株））２０質量部、リン酸エステル型アクリレート（ＰＭ−２、日本化薬(株)）５質量部、脂肪族系過酸化物（パーロイルＬ、日油(株））３質量部、ベンジルパーオキサイド（ナイバーＢＷ、日油(株））２質量部から調製した。

（２）平面視における導電粒子の粗密のばらつき
（１）で作製した異方導電性フィルムの平面視における導電粒子の粗密のばらつきを、それぞれのフィルムについて、フィルムの長手方向に、面積１ｍｍ×１ｍｍの領域を１０箇所抽出し、各領域における導電粒子の平面視の粒子密度を測定し、その最大値と最小値との差Δｄを求め、その差Δｄの平均粒子密度に対する割合を求めた。結果を表２に示す。

（３）フィルム厚方向の導電粒子の位置のばらつき
（１）で作製した異方導電性フィルムについて、フィルム厚方向の導電粒子の位置のばらつき幅を評価するために、電子顕微鏡によりフィルム断面を観察し、そのフィルム断面における連続した２００個の導電粒子について、フィルム面の一方と導電粒子との距離を測定し、２００個の測定値の最大と最小の差を求めた（Ｎ＝２００）。結果を表２に示す。

（４）導電粒子の捕捉性
フレキシブルプリント基板（銅配線、ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１００μｍ／１００μｍ、端子数１５０本）と、セラミック基板（金／タングステン配線、ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１００μｍ／１００μｍ、端子数１５０本）とを、（１）で作製した異方導電性フィルム（フィルム幅１．２ｍｍ）を用いてツール幅１ｍｍで加熱加圧し（１５０℃、２ＭＰａ、６秒）、評価用接続構造体を得た。この場合、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、フレキシブルプリント基板２０の端子２１とセラミック基板３０の端子３１とを所定幅ずらして対向させ、対向する端子毎の有効接続面積（図１０Ａにおいてドットで塗りつぶした部分の面積）Ｓvを概略次の５通りに異ならせた。
有効接続面積１：４５０００μｍ²
有効接続面積２：５００００μｍ²
有効接続面積３：６００００μｍ²
有効接続面積４：８００００μｍ²
有効接続面積５：１０００００μｍ²

有効接続面積が異なる５通りの評価用接続構造体について、対向する端子で捕捉された導電粒子数を数え、接続構造体ごとに全端子数１５０本で捕捉された導電粒子数の平均値を求め、この平均値を以下の基準で評価した。結果を表３に示す。
Ａ：５以上（実用上、好ましい）
Ｂ：３〜４個（実用上、問題なし）
Ｃ：２個未満（実用上、問題あり）

表３から、導電粒子が規則配列している実施例１１は、ランダムに配置されている比較例７〜１０に比して、平面視における導電粒子のばらつきも、フィルム厚方向の粒子位置のばらつきも少なく、比較例８〜１０よりも粒子密度が低いにもかかわらず、有効接続面積が狭い端子で導電粒子が捕捉されていることがわかる。

（５）ショート
（４）と同様にして対向する端子をずらし、端子間距離Ｌs（図１０Ｂ）が、概略次のように異なる５通りの評価用接続構造体を得た。
端子間距離ａ：３５μｍ
端子間距離ｂ：５０μｍ
端子間距離ｃ：６０μｍ
端子間距離ｄ：７０μｍ
端子間距離ｅ：８０μｍ

端子間距離が異なる５通りの評価用接続構造体について、端子間に導電粒子が詰まってショートが発生したものをＮＧ、端子間にショートが発生しなかったものをＯＫと評価した。結果を表４に示す。

表４から、実施例１１よりも粒子密度が低い比較例７では、ショートの起こりやすさが実施例１１と同程度であるが、実施例１１よりも粒子密度が若干高いだけの比較例８では、ショートが実施例１１よりも遙かに起こりやすいことから、導電粒子がランダムに配置されていると、端子間距離の狭さがショートの発生に大きく影響することがわかる。これは、導電粒子がランダムに分散していると、導電粒子が２個、３個と連結して存在するものがあるため、端子間距離が狭くなると、ショートが顕著に起こりやすくなるためと考えられる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 異方導電性フィルム
１ｘ、１ｙ 異方導電性フィルムの表面
２、２ａ、２ｂ 導電粒子
２Ａ 導電粒子の配置領域
３ 絶縁接着剤層
４ 接着層
５ ＵＶ硬化層（絶縁接着剤層）
６ タック層
７ アライメントマーク
８ 抜きしろ
１０ カメラモジュール
１１ セラミック基板
１２ レンズ
１３ 光学フィルタ
１４ チップ
１５ 端子
１６ アライメントマーク
Ｄ 導電粒子径
Ｌ１ 配列ピッチ
Ｌ２ 異方導電性フィルムの厚さ
Ｌ３ 異方導電性フィルムの一方の表面と導電粒子との距離
Ｌ４ 異方導電性フィルムの他方の表面と導電粒子との距離
Ｌs 端子間距離
Ｓv 有効接続面積

Claims (13)

1. 単層の重合性絶縁接着剤層と、該重合性絶縁接着剤層に平面視で規則配列した導電粒子を含む異方導電性フィルムであって、導電粒子径が１０μｍ以上であり、該フィルムの厚さが導電粒子径の等倍以上３．５倍以下であり、該フィルムの厚さ方向の導電粒子の位置のばらつき幅が導電粒子径の１０％未満である異方導電性フィルム。
2. 単層の絶縁接着剤層と、該絶縁接着剤層に平面視で規則配列した導電粒子を含む異方導電性フィルムであって、導電粒子径が１０μｍ以上であり、該フィルムの厚さが導電粒子径の等倍以上３．５倍以下であり、該フィルムの厚さ方向の導電粒子の位置のばらつき幅が導電粒子径の１０％未満であり、異方導電性フィルムの少なくとも片表面と導電粒子との距離が導電粒子径の等倍未満である異方導電性フィルム。
3. 絶縁接着剤層が、重合性樹脂を含有する請求項２記載の異方導電性フィルム。
4. 該フィルムの厚さが導電粒子径の等倍以上２．５倍以下である請求項１〜３のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
5. 該フィルムの厚さが導電粒子径の等倍以上１．７倍以下である請求項１〜３のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
6. 異方導電性フィルムの一方の表面と各導電粒子との距離が導電粒子径の１０％以上である請求項１〜５のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
7. 異方導電性フィルムの長手方向に面積ｌｍｍ×ｌｍｍの領域を１０個抽出し、各領域の平面視の粒子密度を測定した場合の最大値と最小値との差が、各領域の粒子密度の平均の２０％未満である、請求項１〜６のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
8. 導電粒子の粒子密度が２０〜２０００個／ｍｍ²である請求項１〜７のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
9. アライメントマーク用粒子の配置により、異方導電性接続する電子部品に対するアライメントマークが形成されている請求項１〜８のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の異方導電性フィルムで第１電子部品と第２電子部品とが異方導電性接続されている接続構造体。
11. 第１電子部品が配線基板であり、第２電子部品がカメラモジュールである請求項１０記載の接続構造体。
12. 接続構造体の製造方法であって、請求項１〜９のいずれかに記載の異方導電性フィルムで第１電子部品と第２電子部品とを異方導電性接続する製造方法。
13. 第１電子部品と第２電子部品との間に請求項１〜９のいずれかに記載の異方導電性フィルムを挟み、加熱加圧する工程を有する接続方法。

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