JPH11329542A - 異方性導電接着材 - Google Patents

異方性導電接着材

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JPH11329542A
JPH11329542A JP13724398A JP13724398A JPH11329542A JP H11329542 A JPH11329542 A JP H11329542A JP 13724398 A JP13724398 A JP 13724398A JP 13724398 A JP13724398 A JP 13724398A JP H11329542 A JPH11329542 A JP H11329542A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異方性導電膜からなる異方性導電接着材を用
いて複数種のICチップを基板に実装する場合に、各I
Cチップにそれぞれ最適のスペックの異方性導電膜を使
用し、かつ短時間で実装できるようにする。 【解決手段】 異方性導電接着材10が、ベースフィル
ム2と、その上で複数箇所に互いに離隔的に設けられて
いる異方性導電膜のパターン3pからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数種のICチッ
プを異方性導電膜を用いて基板に実装するにあたり、各
々のICチップを最適のスペックでかつ簡便に実装でき
るようにする異方性導電接着材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報端末機器を中心として、高機
能化、軽量化、薄型化、小型化の市場ニーズが高まって
いるのに伴い、ベアチップを直接的にプリント配線板そ
の他の基板に実装する方法が種々検討されている。
【0003】その一つとして、熱硬化型接着剤中に導電
性粒子を分散した異方性導電接着剤をフィルム状に成形
した異方性導電膜(ACF)や、異方性導電接着剤を液
状に調製した異方性導電ペースト(ACP)を用いる方
法がある。このうち異方性導電膜の製品形態は、通常、
図5に示した異方性導電接着材1のように、ベースフィ
ルム2上に異方性導電膜3をベタで積層し、それをリー
ルに巻いたものとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
異方性導電膜3からなる異方性導電接着材1を用いて形
状の異なる数種のICチップを同一基板に実装する場
合、異方性導電膜3の膜厚、導電性粒子濃度等に関し、
各々のICチップに適合したスペックの異方性導電膜3
ごとに異方性導電接着材1を用意しなくてはならないの
で、結果的に数種類の異方性導電接着材1を用意しなく
てはならず、タクトタイムが長くなる。さらに、高価な
ACF貼付装置が何台も必要となり、設備投資上の負担
も大きくなる。
【0005】一方、異方性導電ペーストを用いてICチ
ップを基板に実装する場合、市販のディスペンサーを用
いて異方性導電ペーストを基板の所定の部位に所定の厚
さに塗布することができるので、設備的には上述の異方
性導電膜を使用する場合に比して有利である。
【0006】しかしながら、異方性導電ペーストは液状
であるために長期の保存期間中に導電性粒子が沈降する
という問題があり、粘度管理も容易でない。また、溶剤
の揮散による作業環境の悪化も問題となる。さらに、塗
布量を一定にコントロールすることが難しいという問題
もある。
【0007】また、異方性導電膜あるいは異方性導電ペ
ーストのいずれを使用する場合においても、ICチップ
を実装する基板に他のチップ部品も実装するときには、
基板に異方性導電膜を転着した後、あるいは異方性導電
ペーストを塗布した後は、ソルダーペーストの印刷が困
難となるため、他のチップ部品の実装後に異方性導電膜
の転着あるいは異方性導電ペーストの塗布を行わなくて
はならない。しかしながら、このような異方性導電膜の
転着あるいは異方性導電ペーストの塗布は、近年の実装
エリアの縮小傾向に伴い次第に困難となっている。
【0008】本発明は、以上のような従来の異方性導電
膜あるいは異方性導電ペーストがかかえる問題に対し、
異方性導電膜からなる異方性導電接着材を用いて複数種
のICチップを基板に実装する場合に、各ICチップを
それぞれ最適のスペックの異方性導電膜を用いてかつ簡
便に短時間に実装できるようにすること、さらに、IC
チップ以外のチップ部品をソルダーペーストを用いて基
板に実装する場合に、ICチップもそれ以外のチップ部
品もいずれも効率よく実装できるようにすることを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散して
なる異方性導電膜のパターンが、ベースフィルム上に、
複数箇所に互いに離隔的に設けられていることを特徴と
する異方性導電接着材を提供する。特に、異方性導電膜
のパターンとして、形状、大きさ又は厚みの異なる複数
種のパターンが設けられている態様や、絶縁性接着剤の
種類もしくは粘度、導電性粒子の種類、粒径もしくは濃
度の少なくとも一つが異なるパターンが設けられている
態様を提供し、また、異方性導電膜のパターンが、ベー
スフィルム上で基板のICチップの実装位置に対応した
箇所に設けられている態様を提供する。
【0010】さらに、異方性導電膜が室温でタック性を
有さない態様を提供する。
【0011】また、基板上のICチップの接続部に、上
述の異方性導電接着材から異方性導電膜をラミネート方
式で転着し、そこにICチップを実装するICチップの
実装方法を提供する。
【0012】本発明の異方性導電接着材は、異方性導電
膜のパターンがベースフィルム上で互いに離隔的に形成
されているので、各パターンを所定の形状、大きさ、厚
みに形成することができる。また、各パターンを構成す
る絶縁性接着剤の種類、粘度、導電性粒子の種類、粒
径、濃度等も適宜設定することができる。さらに、ベー
スフィルム上の異方性導電膜のパターンを、基板のIC
チップの実装位置に対応した箇所に設けることも可能と
なる。したがって、一個のリールとなる単一の異方性導
電接着材を使用するにも関わらず、形状の異なる数種の
ICチップのそれぞれを、最適のスペックの異方性導電
膜を用いて効率よく基板に実装することが可能となる。
【0013】また、異方性導電膜の室温でのタック性を
なくすことにより、異方性導電膜を基板に転着した後、
ソルダーペーストを印刷することが可能となる。したが
って、ICチップとそれ以外のチップ部品の双方を基板
に実装する場合に、従前の、まず基板にソルダーペース
トを印刷して他のチップ部品を実装し、次いで、異方性
導電膜を基板に転着してICチップを実装しなくてはな
らないという工程上の制約が解消する。よって、基板に
異方性導電膜を転着し、次いでソルダーペーストを印刷
し、その後、ICチップを実装し、さらに他のチップ部
品を搭載し、リフローすることにより他の部品を実装す
ることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の異方性導電接着材
を、図面を参照しつつ詳細に説明する。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。
【0015】図1は、本発明の異方性導電接着材の一態
様の平面図(同図(a))及び断面図(同図(b))で
ある。同図のように、本発明の異方性導電接着材10
は、層構成としては、図5に示した従来の異方性導電接
着材1と同様に、ベースフィルム2に異方性導電膜のパ
ターン3pが積層された構成となっている。
【0016】ここで、ベースフィルム2としては、異方
性導電膜のキャリアテープとして機能し、異方性導電膜
の基板への転着を阻害しない限り、その形成材料や厚み
等に特に制限はない。例えば、ポリテトラフルオロエチ
レン、剥離処理が施されたPETフィルム等を使用する
ことができる。
【0017】異方性導電膜のパターン3pは、絶縁性接
着剤中に導電性粒子を分散させた異方性導電接着剤をフ
ィルム状に成形した異方性導電膜からなり、特に、この
図1の異方性導電接着材10では、平面形状、大きさ及
び厚みの異なる3種の異方性導電膜のパターン3p(3
p-a、3p-b、3p-c)が、ベースフィルム2上で互い
に離隔的に多数設けられている。このように、平面形
状、大きさ及び厚みの異なる異方性導電膜のパターン3
p(3p-a、3p-b、3p-c)を単一の異方性導電接着
材10に設けることにより、基板に実装する当該ICチ
ップに適した異方性導電膜を一つの異方性導電接着材1
0から適宜選択することができる。したがって、当該I
Cチップの実装に適したスペックの異方性導電膜ごとに
異方性導電接着材のリールを用意することが不要とな
り、高価なACF貼付装置も異方性導電膜に対応した異
方性導電接着材ごとに設置することが不要となる。
【0018】この異方性導電膜のパターン3p(3p-
a、3p-b、3p-c)を形成する絶縁性接着剤や導電性
粒子それ自体は、公知の異方性導電膜と同様とすること
ができる。
【0019】例えば、絶縁性接着剤としては、種々の熱
硬化性接着剤や熱可塑性接着剤を使用することができ
る。ICチップ実装後の信頼性の点からは、エポキシ系
樹脂、ウレタン系樹脂、アクリレート系樹脂、BTレジ
ン樹脂等の熱硬化性接着剤を使用することが好ましい。
なお、これら樹脂成分から絶縁性接着剤を調製する場合
に、単一種の樹脂成分を使用してもよく、複数種を混合
して使用してもよい。
【0020】また、絶縁性接着剤から異方性導電膜を形
成するに際しては、得られた異方性導電膜が室温におい
てタック性のないようにすることが好ましい。ここで、
異方性導電膜にタック性がないとは、JIS Z 023
7ボールタック法において、1/10インチのボールが
止まらない状態をいう。これにより、ICチップの実装
のために異方性導電膜を基板に転着した後に、その基板
に他のチップ部品を実装するためのソルダーペーストを
印刷することが可能となる。したがって、ICチップと
他のチップ部品とを効率よく実装することが可能とな
る。
【0021】異方性導電膜が室温においてタック性をも
たないように異方性導電膜を形成するためには、室温に
おいて固形でその軟化点が50℃となるように樹脂成分
を配合し、これを有機溶剤に溶解し、最終的に溶剤を乾
燥させることにより得ることができる。
【0022】一方、導電性粒子としては、例えば、N
i、Ag、Cu又はこれらの合金等からなる金属粉、球
状樹脂粒子の表面に金属メッキを施したもの等、電気的
良導体からなる粒子を種々使用することができる。この
ような電気的良導体からなる粒子上に絶縁被膜を形成し
た粒子も使用することができる。また、導電性粒子の粒
径は、0.2〜20μmとすることが好ましい。
【0023】以上の絶縁性接着剤と導電性粒子とを常法
にしたがって混合することにより異方性導電性接着剤を
調製でき、得られた異方性導電接着剤をスクリーン印刷
等でベースフィルム2上に所定のパターンに印刷するこ
とにより、複数箇所に離隔的に異方性導電膜のパターン
3pが形成されている本発明の異方性導電接着材10を
得ることができる。また、この印刷工程で重ね刷りする
ことにより、各異方性導電膜のパターン3p(3p-a、
3p-b、3p-c)を所定の厚みに形成することができ
る。
【0024】さらに、このベースフィルム2上への印刷
工程において、絶縁性接着剤の種類や粘度、導電性粒子
の種類、粒径、濃度等が異なる異方性導電接着剤を使用
して、それぞれの異方性導電接着剤から異方性導電膜の
パターンを形成することにより、同一ベースフィルム2
上に接着性能、電気的接続性能等が異なる異方性導電膜
のパターン3pを形成することができる。
【0025】また、異方性導電膜のパターン3pをベー
スフィルム2上に形成するに際しては、ベースフィルム
2上の各パターンの配置をICチップの基板への実装位
置に対応させることが好ましい。これにより、後述する
ようにラミネータを用いて異方性導電接着材から異方性
導電膜のパターン3pを基板の所定の部位に極めて効率
よく、簡便に転着させることが可能となる。
【0026】さらに、図2に示したように、上述のパタ
ーン3p以外のベースフィルム2上の領域には、導電性
粒子を含有しない絶縁性接着材層4を形成してもよい。
これによりICチップ以外の部品の仮固定等に使用でき
る接着剤層を同時に形成することができる。
【0027】本発明の異方性導電接着材を用いたICチ
ップの実装方法としては、本発明の異方性導電接着材か
ら異方性導電膜のパターンを基板へラミネート方式で転
着させ、その転着部位に常法によりICチップを実装す
ることが好ましい。より具体的には、例えば、異方性導
電接着材が、その異方性導電膜のパターンが基板上のI
Cチップの実装位置に対応して形成されたものである場
合、図3に示したように、リール20に巻いた異方性導
電接着材10からその異方性導電接着材10を巻き出
し、異方性導電膜のパターン3p側の面を基板30の実
装面と合わせ、ラミネータ23で加熱加圧する。次い
で、ベースフィルム2をリール21に巻き取る。これに
より、極めて簡便に異方性導電膜のパターン3pを基板
30の所定の部位に転着させることができる。その後、
異方性導電膜のパターン3pの転着部位にICチップを
載せ、さらに加熱加圧することによりICチップを基板
30に実装する。なお、この場合の加熱圧着条件は、従
来の異方性導電膜を使用してICチップを実装する場合
と同様とすることができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【0029】実施例1、2 (1)異方性導電接着材の作製 次の表1の成分をジエチレングリコールモノメチルエー
テルアセテートに溶解(導電性粒子は分散)し、ペース
ト状とした。これを剥離処理を施したPETフィルム上
にスクリーン印刷法で印刷し、80℃で5分間乾燥する
ことにより、7mm角で厚さ40μmの異方性導電膜の
パターンを有する異方性導電接着材を形成した。
【0030】
【表1】 (配合比:重量部) 成分 実施例1 実施例2 フェノキシ樹脂(YP50、東都化成社) 50 45 液状エポキシ樹脂分散型イミダゾール型硬化剤 40 35 (ノハ゛キュア3941HP、旭化成社) 樹脂表面にNi-Auメッキした導電性粒子 10 20 (ミクロハ゜ールAU、積水化学社)
【0031】(2)ICチップの実装 6.3mm角のペリフェラル配列の突起電極を有するI
Cチップを実装するために作製された配線パターンを有
するガラスエポキシ基板のICチップ実装エリアに、上
述の(1)で得た異方性導電接着材を80℃、3kgf/
cm2・5secの条件で加熱加圧し、その後ベースフ
ィルムを剥離することにより異方性導電膜のパターンを
ガラスエポキシ基板上に転着した。
【0032】このガラスエポキシ基板上に転着した異方
性導電膜は、室温においてタック性を有していなかっ
た。このことを確認するために、ソルダーペースト印刷
用の版を、ガラスエポキシ基板上に転着した異方性導電
膜上に置き、印圧2kgf/cm2の条件でスキージを
走らせたが、版への異方性導電膜の転着あるいは異方性
導電膜のパターンの変形等は観察されなかった。
【0033】さらにその後、ICチップを180℃、2
0sec、4kg(プレス推力)の条件で異方性導電膜
のパターンに接続した。その結果、接続後の抵抗値は、
実施例1が10mΩ、実施例2が8mΩであり、異常は
なかった。
【0034】実施例3 図4に示したように、ベースフィルム2上に5つの異方
性導電膜のパターン3pa、3pb、3pc、3pd及
び3peをスクリーン印刷により形成した。この場合、
各異方性導電膜のパターンの組成は、表2に示したよう
に、実施例1又は実施例2のいずれかと同様とし、その
面積及び厚みは同表に示すものした。
【0035】
【表2】 ハ゜ターン 組成 面積 厚み 3pa 実施例2 12×12mm 60μm 3pb 実施例1 12×12mm 40μm 3pc 実施例2 8×8mm 70μm 3pd 実施例2 8×8mm 60μm 3pe 実施例1 8×8mm 40μm
【0036】各異方性導電膜のパターン3pa、3p
b、3pc、3pd及び3peを、それぞれのパターン
の対応する位置にICチップ接続用の配線パターンが形
成されている基板に転着し、それぞれの転着位置に表3
の仕様のテスト用ICチップを、実施例1と同様の接続
条件で接続した。
【0037】その結果、接続後の抵抗は、8〜15mΩ
で安定していた。
【0038】
【表3】 ハ゜ターン ICチップの仕様 3pa 10mm角突起電極 φ40μm 高さ40μmスタットバンプ 3pb 10mm角突起電極 φ100μm 高さ20μmメッキバンプ 3pc 6.3mm角突起電極 φ40μm 高さ50μmスタットバンプ 3pd 6.3mm角突起電極 φ40μm 高さ40μmスタットバンプ 3pe 6.3mm角突起電極 φ100μm 高さ20μmメッキバンプ
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、形状の異なる数種のI
Cチップを同一基板に実装する場合に、各々のICチッ
プに適合したスペックの異方性導電膜を単一の異方性導
電接着材から基板に転着させることができるので、実装
のタクトタイムを短縮させることが可能となる。特に、
ベースフィルム上の異方性導電膜のパターンを、基板の
ICチップの実装位置に対応させることにより、異方性
導電膜のパターンを基板へ一括で極めて簡便に転着させ
ることが可能となる。したがって、実装する当該ICチ
ップの大きさ等に合った異方性導電膜ごとにリールを複
数種そろえることが不要となり、また、異方性導電膜を
基板に転着させるための高価なACF貼付装置も複数台
そろえることが不要となる。
【0040】さらに、本発明の異方性導電接着材におい
て、異方性導電膜の室温でのタック性をなくした態様に
よれば、異方性導電膜のパターンを基板に転着させた
後、他のチップ部品を実装するためのソルダーペースト
をスクリーン印刷法により塗布することができるので、
ICチップと他のチップ部品とを効率よくコンパクトに
実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の異方性導電接着材の平面図(同図
(a))及び断面図(同図(b))である。
【図2】本発明の他の態様の異方性導電接着材の断面図
である。
【図3】異方性導電接着材から異方性導電膜のパターン
を基板に転着させる方法の説明図である。
【図4】本発明の異方性導電接着材の平面図である。
【図5】従来の異方性導電膜からなる接着材の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 従来の異方性導電接着材 2 ベースフィルム 3 異方性導電膜 3p 異方性導電膜のパターン 3p-a、3p-b、3p-c 異方性導電膜のパターン 3pa、3pb、3pc、3pd、3pe 4 絶縁性接着剤層 10 本発明の異方性導電接着材 20 リール 21 リール 23 ラミネータ 30 基板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散して
    なる異方性導電膜のパターンが、ベースフィルム上に、
    複数箇所に互いに離隔的に設けられていることを特徴と
    する異方性導電接着材。
  2. 【請求項2】 形状、大きさ又は厚みの異なる複数種の
    異方性導電膜のパターンがベースフィルム上に設けられ
    ている請求項1記載の異方性導電接着材。
  3. 【請求項3】 絶縁性接着剤の種類もしくは粘度、導電
    性粒子の種類、粒径もしくは濃度の少なくとも一つが異
    なる複数種の異方性導電膜のパターンがベースフィルム
    上に設けられている請求項1又は2記載の異方性導電接
    着材。
  4. 【請求項4】 異方性導電膜のパターンが、ベースフィ
    ルム上で、基板のICチップの実装位置に対応した箇所
    に設けられている請求項1〜3のいずれかに記載の異方
    性導電接着材。
  5. 【請求項5】 異方性導電膜が室温でタック性を有さな
    い請求項1〜4のいずれかに記載の異方性導電接着材。
  6. 【請求項6】 ベースフィルム上に、導電性粒子を含有
    しない絶縁性接着剤層が設けられている請求項1〜5の
    いずれかに記載の異方性導電接着材。
  7. 【請求項7】 基板上のICチップの接続部に、請求項
    1〜6のいずれかに記載の異方性導電接着材から異方性
    導電膜をラミネート方式で転着し、そこにICチップを
    実装するICチップの実装方法。
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