特開 2024-76359 異方性導電膜、電子部品の製造方法、及びカード積層体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076359

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】異方性導電膜、電子部品の製造方法、及びカード積層体

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20240529BHJP

   G06K 19/07 20060101ALI20240529BHJP

   H05K 3/32 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 144

G06K19/07 230

G06K19/077 148

H05K3/32 B

G06K19/077 244

G06K19/07 220

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023193636

(22)【出願日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】P 2022187515

(32)【優先日】2022-11-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】小高 良介

(72)【発明者】

【氏名】伊達 和宏

(72)【発明者】

【氏名】阿部 智幸

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA01

5E319AB05

5E319BB16

5E319CC12

5E319GG20

(57)【要約】

【課題】はんだ粒子を含む異方性導電膜による接合の良否の観察を非破壊で行う。
【解決手段】ＩＣチップ１０と基材３０との接合に用いられる異方性導電膜である導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と、熱可塑性樹脂とを含有する。導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである
異方性導電膜。

【請求項2】

不透明な第１電子部品と、不透明な第２電子部品との間に、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである異方性導電膜を介在させ、前記第１電子部品と前記第２電子部品とを熱圧着により接合する電子部品の製造方法。

【請求項3】

前記電子部品は、デュアルインターフェースカードである
請求項２に記載の電子部品の製造方法。

【請求項4】

前記第１電子部品は、バイオメトリックセンサーである
請求項２に記載の電子部品の製造方法。

【請求項5】

第１電子部品と、第２電子部品と、前記第２電子部品が配置された基材と、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである異方性導電膜と、を有し、前記第１電子部品と前記第２電子部品とが前記異方性導電膜により接合されている
カード積層体。

【請求項6】

前記第１電子部品がバイオメトリックセンサーである
請求項５に記載のカード積層体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異方性導電膜、電子部品の製造方法、及びカード積層体に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣチップをスマートカードに搭載する方法として、例えば特許文献１に開示された方法がある。特許文献１に開示された方法は、はんだ粒子を含む導電粒子含有ホットメルト接着シートをカード部材とＩＣチップとの間に介在させ、このシートに熱及び圧力を加える。この熱及び圧力により、導電粒子含有ホットメルト接着シートに含有されているはんだ粒子が溶融し、ＩＣチップ側の導電部とカード部材側の導電部が金属結合して導通する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９６６６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、導電粒子を含む異方性導電膜を用いて半導体部品をガラス基板に接合する場合には、顕微鏡でガラス基板の接合部を観察することにより、導電粒子の接続良否を観察することができる。しかしながら、ＩＣチップをカード部材に圧着した場合、接合部が不透明なカード部材とＩＣチップとに挟まれて露出しないため、はんだ粒子の溶融の良否を顕微鏡で外部から観察することができない。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、はんだ粒子を含む異方性導電膜による接合の良否の観察を非破壊で行うことを可能とする異方性導電フィルム、電子部品の製造方法、及びカード積層体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る異方性導電膜は、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである。

【0007】

また、本発明に係る電子部品の製造方法は、不透明な第１電子部品と、不透明な第２電子部品との間に、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである異方性導電膜を介在させ、前記第１電子部品と前記第２電子部品とを熱圧着により接合する。

【0008】

また、前記電子部品の製造方法においては、前記電子部品は、デュアルインターフェースカードであってもよい。

【0009】

また、前記電子部品の製造方法においては、前記第１電子部品は、バイオメトリックセンサーであってもよい。

【0010】

また、本発明に係るカード積層体は、第１電子部品と、第２電子部品と、前記第２電子部品が配置された基材と、非共晶合金又は共晶合金であるはんだ粒子と熱可塑性樹脂とを含有し、前記はんだ粒子の面積率が８～５０％であり、前記はんだ粒子の固相線温度において粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓである異方性導電膜と、を有し、前記第１電子部品と前記第２電子部品とが前記異方性導電膜により接合されている。

【0011】

また、前記カード積層体においては、前記第１電子部品がバイオメトリックセンサーであってもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、はんだ粒子を含む異方性導電膜による接合の良否の観察を非破壊で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、スマートカードの一例を示す平面図である。

【図2】図２は、ＩＣチップの裏面の平面図である。

【図3】図３は、スマートカードの断面の模式図である。

【図4】図４は、ＩＣチップ領域の平面図である。

【図5】図５は、準備工程の内容を示す図である。

【図6】図６は、接合工程の内容を示す図である。

【図7】図７は、熱圧着された部分のＸ線写真である。

【図8】図８は、熱圧着された部分のＸ線写真である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0015】

＜１．スマートカード＞
図１は、本発明の実施形態の一例に係るスマートカード１の平面図である。スマートカード１は、例えば、１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで、接触型と非接触型の２つのインターフェースを持つデュアルインターフェースカードである。スマートカード１は、カード積層体の一例である。スマートカード１は、「ＩＣカード」、又は「チップカード」とも呼ばれる。スマートカード１は、ＩＣチップ１０、非接触による通信と起電力の発生とに用いられるアンテナ２０、及び基材３０を備えている。なお、スマートカード１は、接触型ＩＣチップと非接触型ＩＣチップとが搭載されたハイブリッドカードであってもよい。また、スマートカード１は、バイオメトリックセンサーの一例である指紋センサーを搭載した指紋認証カードや、バッテリー素子やディスプレイ素子を組み込んだワンタイムパスワード機能などを持ったカードであっても良い。これらのＩＣチップ、センサー、素子は、パッドを備え、基材３０側の電極になる部分と電気的に接合される。

【0016】

ＩＣチップ１０は、情報（データ）の記録や演算を行う集積回路を有するチップであり、不透明な第１電子部品の一例である。ＩＣチップ１０は、スマートカード１の読み取り端末との接点を表面に有する。図２は、ＩＣチップ１０の裏面、即ち、読み取り端末との接点がある面と反対側の面の平面図である。ＩＣチップ１０の裏面には、集積回路を封止したモールド部１０１と、アンテナ２０に電気的に接続される第１電極部１０２ａ及び第２電極部１０２ｂがある。

【0017】

アンテナ２０は、渦巻き状に配置された配線であり、非接触型の読み取り端末との電波による通信に用いられる。アンテナ２０は、第２電子部品の一例である。また、アンテナ２０は、非接触型の読み取り端末から発せられた電波から電磁誘導により電力を発生し、発生した電力をＩＣチップ１０へ供給する。

【0018】

図３は、基材３０の断面の模式図である。基材３０は、アンテナ２０を備えるインレイ３３と、インレイ３３の両面に積層されたコアシート３２、３４と、スマートカード１の表裏面を構成するオーバーレイ３１、３５とを有する積層体である。インレイ３３、コアシート３２、３４、及びオーバーレイ３１、３５は、例えば樹脂材料で形成されている。インレイ３３、コアシート３２、３４、及びオーバーレイ３１、３５を構成する樹脂材料としては、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＴ－Ｇ、ＰＣ（ポリカーボネート）、又はこれらのリサイクル材、Ｏｃｅａｎ Ｐｌａｓｔｉｃ、ＰＬＡ（ポリ乳酸）等の生分解性プラスチックなどが挙げられる。基材３０は、インレイ３３、コアシート３２、３４、及びオーバーレイ３１、３５が、接着剤を介して、あるいは接着剤を介することなく加熱押圧されることにより、積層一体化されることにより形成される。

【0019】

インレイ３３、コアシート３２、３４、及びオーバーレイ３１、３５の各層を接着する接着剤としては、熱可塑性、熱硬化性などの種々の材料を使用できるが、基材３０の切削工程やＩＣチップ１０との加熱圧着工程に耐えられる耐性、耐熱性を備えるものが適切であり、熱硬化型接着剤が好適に使用される。

【0020】

インレイ３３には、アンテナ２０が形成されている。基材３０には、切削によりＩＣチップ領域４０が形成される。ＩＣチップ領域４０は、ＩＣチップ１０が収まる領域であり、アンテナ２０の一部が露出する。

【0021】

図４は、ＩＣチップ領域４０の平面図である。ＩＣチップ領域４０においては、アンテナ２０のパターンの一部である第１露出部２１ａ及び第２露出部２１ｂが露出する。第１露出部２１ａは、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０により第１電極部１０２ａに電気的に接続され、第２露出部２１ｂは、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０により第２電極部１０２ｂに電気的に接続される。アンテナ２０の配線としては、例えば銅線などが用いられる。第１露出部２１ａ及び第２露出部２１ｂのパターンは、第１電極部１０２ａと第２電極部１０２ｂと重畳する面積を多く確保する観点から図４に示すように九十九折りのパターンが好ましい。ＩＣチップ領域４０の中央部には、モールド部１０１を納める収納領域４１が切削により形成されている。

【0022】

なお、インレイ３３は、貫通していない溝や穴をＩＣチップ１０が収まるＩＣチップ領域４０に有することが好ましい。これにより、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の樹脂が溝や孔に流入し、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０との密着力を向上させることができる。また、この溝や穴の開口部の最短長さは、はんだ粒子の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。具体的な溝や穴の開口部の最短長さの下限は、はんだ粒子の平均粒子径の２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。また、具体的な穴の開口部の最短長さの上限は、はんだ粒子の平均粒子径の８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましく、６０％以下であることが特に好ましい。これにより、溝や孔にはんだ粒子が嵌まりやすくなり、はんだ粒子の捕捉性が向上し、ＩＣチップ１０との優れた電気的接続を得ることができる。

【0023】

導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、インレイ３３とＩＣチップ１０との間に介在し、ＩＣチップ１０とアンテナ２０の第１露出部１２ａ及び第２露出部１２ｂとを電気的に接続する。導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、例えば、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に導電粒子として非共晶合金であるはんだ粒子を含有するものである。なお、本明細書において、「非共晶合金」とは、共晶点を有さない合金のことを呼ぶ。導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）の一例である。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に含まれるはんだ粒子は、非共晶合金であるはんだ粒子に限定されるものではなく、共晶合金であるはんだ粒子をふくむものであってもよい。

【0024】

本実施形態に係るスマートカード１は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を備えるため、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。また、本実施形態に係るスマートカード１は、ＩＣチップ１０の回路（導通部）とアンテナパターンの回路（導通部）とが、はんだ粒子の溶融により金属結合しているため、湿熱試験におけるバインダーの吸湿による膨潤伸びを抑えることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。なお、本技術は、一般的な異方性接合体に適用することもできる。また、本技術の適用範囲は、接合体の製造方法についても、略同様である。

【0025】

＜２．スマートカードの製造方法＞
本実施形態に係るスマートカード１の製造方法は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を、インレイ３３とＩＣチップ１０との間に介在させ、圧着するものである。以下、図５、６を参照して、スマートカード１の製造方法について説明する。スマートカード１の製造方法は、大別すると、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が積層されたＩＣチップ１０を作製する準備工程と、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が積層されたＩＣチップ１０をインレイ３３に圧着する接合工程とからなる。

【0026】

［準備工程］
図５は、準備工程の内容を示す図である。準備工程は、シート打抜き工程、貼り付け工程、及びＩＣチップ打抜き工程を備える。以下、図５を参照して準備工程を説明する。準備工程では、まずシート打抜き工程が行われる。シート打抜き工程は、図５（ａ）に示すように、テープ状の導電粒子含有ホットメルト接着シート６０において、モールド部１０１の形状に対応した領域を打ち抜く工程である。導電粒子含有ホットメルト接着シート６０は、例えば、巻芯に巻装されたフィルム巻装体として供給される。

【0027】

シート打抜き工程の後には、貼り付け工程が行われる。貼り付け工程は、ＩＣチップ１０の裏面に導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を貼り付ける工程である。貼り付け工程では、例えば図５（ｂ）に示すように、キャリアテープ７０に収納されたＩＣチップ１０に導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を載せ、加熱及び押圧により導電粒子含有ホットメルト接着シート６０をＩＣチップ１０の接続面にラミネートする。ここで、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０がモールド部１０１に対応した形状で打抜かれているため、第１電極部１０２ａ及び第２電極部１０２ｂに導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が接し、打抜かれている領域からモールド部１０１が露出する。なお、貼り付け工程は、ＩＣチップ１０の裏面に導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を低温で貼着する仮貼り工程であってもよい。

【0028】

貼り付け工程がラミネート工程である場合、加圧式ラミネータ、又は真空加圧式ラミネータを用いてもよい。貼り付け工程がラミネート工程であることにより、仮貼り工程に比べ、比較的広い面積を一括で搭載できる。また、貼り付け工程が仮貼り工程である場合、従前の装置からツールの設置や変更といった最低限の変更だけですむため、経済的なメリットを得ることができる。

【0029】

貼り付け工程において、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に到達する温度は、バインダーが流動する温度以上、はんだが溶融する温度未満であることが好ましい。ここで、バインダーが流動する温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の溶融粘度が１００～１０００００Ｐａ・ｓとなる温度であってもよく、好ましくは、１０００～１０００００Ｐａ・ｓとなる温度である。これにより、はんだ粒子の形状を維持した状態で導電粒子含有ホットメルト接着シート６０をＩＣチップ１０の裏面に貼付することができる。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の溶融粘度は、例えば、回転式レオメーター（ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）を用い、測定圧力５ｇ、温度範囲３０～２００℃、昇温速度１０℃／分、測定周波数１０Ｈｚ、測定プレート直径８ｍｍ、測定プレートに対する荷重変動５ｇの条件で測定することができる。

【0030】

貼り付け工程の後には、ＩＣチップ打抜き工程が行われる。ＩＣチップ打抜き工程では、図５（ｃ）に示すように、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が貼り付けられたＩＣチップ１０がキャリアテープ７０から打抜かれ、ＩＣチップ１０がキャリアテープ７０から取り出される。

【0031】

［接合工程］
図６は、接合工程の内容を示す図である。準備工程でキャリアテープ７０から取り出されたＩＣチップ１０は、接合工程で基材３０に接合される。接合工程は、ザグリ工程、載置工程、及び圧着工程を備える。以下、図６を参照して接合工程を説明する。接合工程では、まずザグリ工程が行われる。ザグリ工程では、ＩＣチップ領域４０を形成し、さらにモールド部１０１を納める収納領域４１を深堀により形成する。このザグリ工程により、図６（ａ）に示すようにＩＣチップ領域４０が形成される。

【0032】

ザグリ工程の後には、載置工程が行われる。載置工程では、例えば吸着機構を備えるツールを用いてＩＣチップ１０をピックアップし、ＩＣチップ領域４０とＩＣチップ１０とを位置合わせし、図６（ｂ）に示すように、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を介してＩＣチップ１０をＩＣチップ領域４０に載置する。

【0033】

載置工程の後には、圧着工程が行われる。圧着工程では、圧着装置を用いてＩＣチップ１０と基材３０に熱と圧力とを加え、図６（ｃ）に示すようにＩＣチップ１０とインレイ３３とを熱圧着する。圧着工程における熱圧着の回数は、接続対象物に応じて設定すればよく、１回であってもよいが、複数回することが好ましい。これにより、カードの熱変形を防止し、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０のバインダーを十分に排除させ、はんだ粒子の溶融により、第１電極部１０２ａと第１露出部２１ａとを金属結合させ、第２電極部１０２ｂと第２露出部２１ｂとを金属結合させることができる。

【0034】

また、圧着工程における熱圧着温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に到達する温度がはんだ粒子の融点以上であることが好ましい。ここで、融点は、固相線温度のことをいう。すなわち、圧着工程における熱圧着温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に到達する温度がはんだ粒子の固相線温度以上であることが好ましい。ここで、固相線は、固相と平衡にある液相の温度（融点）と固相の組成との関係を示す曲線である。具体的な導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に到達する温度は、好ましくは１２０～１６０℃、より好ましくは１２０～１５５℃、さらに好ましくは１２０～１５０℃である。これにより、基材３０やＩＣチップ１０の熱衝撃を抑制し、基材３０の変形を防ぐことができる。

【0035】

本実施の形態に係るスマートカード１の製造方法は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中にはんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を用いているため、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。また、本実施形態に係るスマートカード１の製造方法は、ＩＣチップ１０の導通部とアンテナ２０のパターンの導通部とを、はんだ粒子の溶融により金属結合させるため、湿熱試験におけるバインダーの吸湿による膨潤伸びを抑えることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。

【0036】

＜３．導電粒子含有ホットメルト接着シート＞
導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の厚みの下限は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。また、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の厚みの上限は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下である。これにより、基材３０にＩＣチップ１０を熱圧着させるスマートカード１の製造に好適に用いることができる。

【0037】

バインダーは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを少なくとも含む。なお、結晶性樹脂は、例えば、示差走査熱量測定において、昇温過程で吸熱ピークを観察することにより確認することができる。結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましく、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがさらに好ましい。また、結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であっても、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であっても、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってもよい。結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、例えばＪＩＳ Ｋ ００７０－１９９２やＩＳＯ２１１４に準じて評価を行うことができる。カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドの市販品の具体例としては、例えば、アルケマ株式会社製の「ＨＸ２５１９」、「Ｍ１２７６」などが挙げられる。

【0038】

バインダーがカルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを少なくとも含むことにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層５０の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。

【0039】

また、バインダーは、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、結晶性樹脂、非晶性樹脂など、目的に応じて適宜選択することができる。結晶性樹脂としては、結晶領域を有する樹脂であれば、特に制限はなく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などが挙げられ、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂などが挙げられる。また、非晶性樹脂としては、結晶性樹脂の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。これらの中でも、低温かつ短時間での接着の観点から、その他の成分として結晶性ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。

【0040】

また、バインダーに占めるカルボキシル基を有する結晶性ポリアミドの割合は、１０～１００ｗｔ％であることが好ましく、３０～１００ｗｔ％であることがより好ましく、５０～１００ｗｔ％であることがさらに好ましい。これにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。

【0041】

導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が含有するはんだ粒子は、非共晶合金又は共晶合金である。はんだ粒子として非共晶合金を用いる場合、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｚｎからなる群より選択される２種以上を含む合金であることが好ましい。はんだ粒子としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２８２－２０１７（対応国際規格：ＩＳＯ９４５３：２０１４）に規定されている、Ｓｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｐｂ－Ａｇ系などの中から、端子材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。

【0042】

はんだ粒子の固相線温度（融点）の下限は、好ましくは１１０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、さらに好ましくは１３５℃以上である。はんだ粒子の液相線温度の上限は、２１０℃以下でもよく、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１９５℃以下、さらに好ましくは１９０℃以下である。ここで、液相線は、固相と平衡にある液相の温度（融点）と液相の組成との関係を示す曲線である。また、はんだ粒子の固相線温度の上限は、１５５℃以下でもよく、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１４５℃以下、さらに好ましくは１４０℃以下である。また、はんだ粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで金属ワイヤーや電極との金属結合を促進することができる。

【0043】

また、はんだ粒子は、固相線温度（融点）が１５５℃以下、好ましくは１５０℃以下であって、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ合金、及びＳｎ－Ｉｎ合金からなる群より選択される１種以上であることが好ましい。はんだ粒子の具体例としては、Ｓｎ３０Ｂｉ０．５Ｃｕ、Ｓｎ３０Ｂｉ、Ｓｎ４０Ｂｉ、Ｓｎ５０Ｂｉ、Ｓｎ５８Ｂｉ、Ｓｎ４０Ｂｉ０．１Ｃｕ、Ｓｎ４３Ｐｂ１４Ｂｉ、Ｓｎ２０Ｉｎなどが挙げられる。これにより、優れた接続信頼性を得ることができる。

【0044】

また、はんだ粒子は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の樹脂中に混練りされて分散されていてもよく、離間した状態に配置されていてもよい。この配置は、一定の規則で配置されていてもよい。規則的配置の態様としては、正方格子、六方格子、斜方格子、長方格子等の格子配列を挙げることができる。また、はんだ粒子は、複数個が凝集した凝集体として配置されていてもよい。この場合、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の平面視における凝集体の配置は、前述のはんだ粒子の配置と同様に、規則的配置でもランダム配置でもよい。

【0045】

はんだ粒子の平均粒子径は、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の厚みの７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。これにより、熱圧着時に容易にはんだ粒子をＩＣチップ１０の導通部と基材３０の導通部との間に挟持することができ、金属結合させることができる。

【0046】

はんだ粒子の平均粒子径の下限は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍ以上である。また、はんだ粒子の平均粒子径の上限は、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４５μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以下である。また、はんだ粒子の最大径は、平均粒子径の２００％以下、好ましくは平均粒子径の１５０％以下、より好ましくは平均粒子径の１２０％以下とすることができる。はんだ粒子の最大径が、上記範囲であることにより、はんだ粒子をＩＣチップ１０の導通部と基材３０の導通部との間に挟持させ、はんだ粒子の溶融により導通部間を金属結合させることができる。

【0047】

また、はんだ粒子が複数のはんだ粒子の凝集体である場合、凝集体の大きさを前述のはんだ粒子の平均粒子径と同等にしてもよい。なお、凝集体の大きさは、電子顕微鏡や光学顕微鏡で観察して求めることができる。

【0048】

ここで、平均粒子径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばＮ＝２０以上、好ましくはＮ＝５０以上、さらに好ましくはＮ＝２００以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト（「ＷｉｎＲＯＯＦ」：三谷商事（株）、「Ａ像くん（登録商標）」：旭化成エンジニアリング株式会社など）を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置（例として、ＦＰＩＡ－３０００（マルバーン社））を用いて測定した測定値（Ｎ＝１０００以上）であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒子径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が５０％になる粒径（Ｄ５０）、算術平均径（体積基準であることが好ましい）などのメーカー値を用いることができる。

【0049】

また、はんだ粒子の面積率は、例えば、８～５０％であることが好ましく、９．５～５０％であることがより好ましい。はんだ粒子の面積率は、貼り付け工程前の導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に含まれるはんだ粒子の粒子径を用いて算出されるものである。具体的には、貼り付け工程前の導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を顕微鏡で観察した平面視の画像から、複数の１ｍｍ^２の領域内において、各領域内に含まれるはんだ粒子のそれぞれの粒子径を測定する。次に、測定した粒子径からはんだ粒子のそれぞれの平面視における面積を算出し、各領域の面積率を、「（算出したはんだ粒子面積の合計／１ｍｍ^２）×１００」の式で算出する。次に、観察した複数の領域の面積率の平均を算出し、算出した平均値を、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に含まれるはんだ粒子の面積率とする。

【0050】

図７は、前述の熱圧着工程で熱圧着された部分の写真である。図７（ａ）は、はんだ粒子の面積率が４．５％である導電粒子含有ホットメルト接着シート６０について、スプリングバックが発生する温度で熱圧着を行なったときの写真である。図７（ａ）に示されるように、はんだ粒子の面積率が８％未満となると、はんだ粒子が少ないため、Ｘ線による非破壊検査でスプリングバックを観察することが困難となり、はんだ粒子による接合の良否を判定することができなくなる。図７（ｂ）と図７（ｃ）は、はんだ粒子の面積率が８％である導電粒子含有ホットメルト接着シート６０について、スプリングバックが発生する温度で熱圧着を行なったときの写真である。図７（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０においてはんだ粒子によりアンテナ２０と電気的に接続される電極部（第１電極部１０２ａ、第２電極部１０２ｂ）では、はんだ粒子が逃げてしまい、スプリングバックを観察することが困難であるが、電極部以外では、図７（ｃ）に示すように、はんだ粒子の観察が可能である。このため、はんだ粒子の面積率の下限を８％としている。なお、はんだ粒子の面積率が９．５％以上となると、電極部でもはんだ粒子の溶融を視認してスプリングバックを観察することができる。このため、はんだ粒子の面積率は、９．５％以上であるのが好ましい。

【0051】

はんだ粒子の面積率の上限については、はんだ粒子の面積率が５０％を超えると、バインダー中の樹脂分が少なくなるため、ＩＣチップ１０と基材３０との接着力が不足する。また、指紋センサーのように隣り合う電極間の距離が短いものを導電粒子含有ホットメルト接着シート６０で基材３０側の電極を接合する場合、はんだ粒子の面積率が５０％を超えると、はんだ粒子によって隣り合う電極が短絡する虞がある。このため、はんだ粒子の面積率の上限を５０％としている。

【0052】

また、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の粘度は、はんだ粒子の固相線温度における粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓであるのが好ましい。この粘度が１０００Ｐａ・ｓ未満では、熱圧着のときに導電粒子含有ホットメルト接着シート６０に気泡が生じてスプリングバックが発生して接合不良となる。また、この粘度が１０００００Ｐａ・ｓを超える場合には、バインダー中の樹脂とはんだ粒子の流動が十分ではなく、接合不良となる。

【0053】

［他の添加剤］
導電粒子含有ホットメルト接着シート６０には、上述したバインダー及びはんだ粒子に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で様々な添加剤を配合することができる。例えば、ガスバリア性及弾性率を向上させるため、ナノサイズ（１次粒子径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満）のシリカを分散させてもよい。また、圧着後の半田粒子の高さを一定に制御するため、スペーサー粒子として規定サイズの樹脂粒子、ゴム粒子、シリコーンゴム粒子、シリカ等を分散させてもよい。また、本技術の効果を損なわない範囲で熱硬化性樹脂や硬化剤を添加してもよい。

【実施例0054】

本実施例では、はんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を作製し、これを用いてスマートカード１を作成した。そして、ＩＣチップ１０と基材３０との接着力の評価、及びＩＣチップ１０と基材３０との接合の良否の非破壊検査による評価を行った。なお、本実施例は、これらに限定されるものではない。

【0055】

［はんだ粒子の作製］
金属材料を所定の配合比で加熱中の容器に入れて溶融後に冷却し、はんだ合金を得た。そのはんだ合金から、アトマイズ法にて粉末を作製し、粒子径が２０～３８μｍの範囲となるように分級して、以下の組成のはんだ粒子を得た。
・Ｔｙｐｅ４ Ｓｎ-４０Ｂｉ （非共晶、固相線温度：１３９℃、液相線温度：１６７℃）
・Ｔｙｐｅ４ Ｓｎ-５８Ｂｉ （共晶、固相線温度・液相線温度：１３８℃）

【0056】

［導電粒子含有ホットメルト接着シートの作製］
下記樹脂とフィラーを準備した。
・ＰＥＳ－１１１ＥＥ（東亜合成社製、結晶性ポリエステル） 固形分／シクロヘキサノン＝２５／７５にて溶液化
・ＨＸ２５１９（アルケマ株式会社製、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミド、末端カルボキシル基濃度６．５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）
・Ｂ－３０（堺工業株式会社製、硫酸バリウム） 粒子径０．３μｍ

【0057】

表１に示すように、上記樹脂を固形分で所定の配合量（質量部）になるように混合及び撹拌し、混合ワニスを得た。続いて、得られた混合ワニスに対し、はんだ粒子を加えて導電粒子含有樹脂組成物を得た。得られた導電粒子含有樹脂組成物を、５０μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に、乾燥後の平均厚みが４０μｍとなる様に塗布し、７０℃にて５分間、続けて１２０℃にて５分間乾燥させ、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を作製した。

【0058】

［スマートカードの作製］
スマートカード１の部材として、オーバーレイ３１と、コアシート３２と、アンテナ２０を備えるインレイ３３と、コアシート３４と、オーバーレイ３５が積層された積層体である基材３０を準備した。この基材３０のＩＣチップ領域４０には、基材３０であるＰＶＣから径が１００μｍのＣｕワイヤーが露出している。また、ＩＣチップ１０として、テスト用のチップモジュール（１０．６ｍｍ×８．０ｍｍ、金メッキ）を準備した。このチップモジュールは、厚さが略２３５μｍであり、アンテナ２０に接合される電極部の厚みが３５μｍ以下であって、Ｎｉ／ＡｕメッキＣｕの６ｐｉｎモジュールである。

【0059】

導電粒子含有ホットメルト接着シート６０を、ＩＣチップ１０の裏面にラミネートした。そして、導電粒子含有ホットメルト接着シート６０が貼り付けられたＩＣチップ１０をＩＣチップ領域４０に載置し、１９５℃、２．５ｂａｒ、０．７ｓｅｃの第１条件で４回熱圧着したスマートカード１と、２２０℃、２．５ｂａｒ、０．７ｓｅｃの第２条件で４回熱圧着したスマートカード１とを作成した。

【0060】

［接合の評価］
はんだ粒子の溶融の良否について、Ｘ線検査機によりＩＣチップ領域４０を観察し、はんだ粒子の溶融の状態から、接合の良否を判定した。図８は、前述の熱圧着工程で熱圧着された部分の写真である。図８においては、はんだ粒子Ｐａが黒い点で示されており、図８（ａ）は、はんだ粒子Ｐａの形状が円形であって、はんだ粒子の溶融が観察できない状態である。図８（ｃ）は、破線で示す領域ＳＢに見られるように、溶融した複数のはんだ粒子Ｐａがスプリングバックで発生した気泡に沿って溶融して円形に並び、はんだ粒子Ｐａの溶融にスプリングバックの痕跡が見られる状態である。図８（ｂ）は、はんだ粒子Ｐａが溶融して円形から変化していることが観察でき、スプリングバックの痕跡が見られない状態である。接合の評価においては、前述の第１条件で熱圧着したときに、図８（ｂ）に示すようにはんだ粒子の溶融が観察でき、前述の第２条件で熱圧着したときに、図８（ｃ）に示すようにスプリングバックの痕跡が見られたものについて「ＯＫ」とし、それ以外を「ＮＧ」とした。

【0061】

［接着力の評価］
ＩＣチップ１０とインレイ３３との接着について、ＭａｓｔｅｒＣａｒｄ（登録商標）の規格であるＣＱＭ（Card Quality Management）で規定されるＴＭ－４２３試験により、ＩＣチップ１０を基材３０から押し出すのに必要な力を、ＩＣチップ１０の裏面に力を加えることで測定した。具体的には、基材３０の裏面側からＩＣチップ領域４０へ向かって穴を開け、開けた穴に挿入した直径５ｍｍのプローブによってＩＣチップ１０の裏面に３０ｍｍ／ｍｉｎのスピードで力を加える。プローブによってインレイ３３からＩＣチップ１０が外れるときの力が１００Ｎ未満の場合を「ＮＧ」とし、１００Ｎ以上の場合を「ＯＫ」とした。

【0062】

表１に、第１実施例１～第４実施例、第１比較例～第３比較例の導電粒子含有ホットメルト接着シート６０の配合、接合の評価結果、及び接着力の評価結果を示す。

【0063】

【表1】

【0064】

はんだ粒子の面積率が７．０％である第１比較例は、接合の評価において、スプリングバックの観察ができなかった。はんだ粒子の面積率が５５％である第２比較例は、接着力の評価において、プローブによってインレイ３３からＩＣチップ１０が外れるときの力が１００Ｎ未満であったため、優れた接着力を得られなかった。これは、樹脂分が少ないことにより接着力が低くなったものと考えられる。樹脂の粘度が１０５０００Ｐａ・ｓである第３比較例は、樹脂の粘度が大きいため、はんだ粒子と樹脂が十分に流動せず、接合の評価と接着力の評価で共に「ＮＧ」となった。

【0065】

一方、はんだ粒子の面積率が８～５０％の範囲内であり、粘度が１０００～１０００００Ｐａ・ｓの範囲内である第１実施例～第４実施例は、はんだ粒子について、第１条件ではんだ粒子の溶融を観察することができ、第２条件でスプリングバックの痕跡を観察することができ、接着力についても優れた結果を得ることができた。第１実施例においては、第１条件では樹脂も流動し、はんだ粒子の溶融も確認でき、第２条件では、十分な粒子密度により、円を描くようなはんだ粒子により気泡の場所を示せていた。また、第１実施例では、接着力は第１条件と第２条件で共に接合力が１００Ｎを上回った。第２実施例は、はんだ粒子として共晶はんだを使用したが、第１実施例と同様に接合の評価と接着力の評価で共に良好だった。第３実施例は、非共晶のはんだ粒子の面積率を５０％まで増やしたが、第１実施例と同様に接合の評価と接着力の評価で共に良好だった。第４実施例は、第３実施例に対して硫酸バリウムを加えることにより粘度を調整し、粘度を９００００Ｐａ・ｓとしたが、第１実施例と同様に接合の評価と接着力の評価で共に良好だった。

【符号の説明】

【0066】

１ スマートカード
１０ ＩＣチップ
２０ アンテナ
２１ａ 第１露出部
２１ｂ 第２露出部
３０ 基材
６０ 導電粒子含有ホットメルト接着シート
１０２ａ 第１電極部
１０２ｂ 第２電極部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】