異方導電フィルムについて

こちらのページでは、異方導電フィルムについて、特徴やその原理、使用することで得られるメリット、種類、おもな用途などを紹介しています。フィルム加工に関する疑問などを解消するための参考として、ぜひお役立てください。

異方導電フィルムとは

ICなどをはじめとする電子部品を、基板に実装して回路を形づくる際に使用されるフィルム素材のことを、異方導電フィルムといいます。スマートフォンやタブレットPCのほか、フラットパネルディスプレイを使った機器であれば、たいていの場合、異方導電フィルムが使用されているといっても過言ではありません。

異方導電フィルムの特徴

単体で「接着」「導通」「絶縁」の合計3機能を果たせることが、異方導電フィルムの注目すべき特徴であるといえます。同時に多数の電極を接続し、しかもこれまでの代表的な電子部品実装方法であるはんだ工法よりも、微細な接続ができます。しかも、低温での実装が可能です。

また、異方導電フィルムの構造についですが、接着剤の熱硬化性樹脂中に導電性の粒子が分散しているのが特徴的です。熱・圧力を加えると、向かいあう位置にある端子と端子が導電粒子を挟むため、最表面の絶縁コートが壊れ、その結果、電流の回路が形成される原理になっています。挟まれなかった粒子は樹脂内部で端子間に移動します。すると、絶縁コートがキープされた状態になるので、ショートするのを回避できるのです。

言い換えると「電極・基板間の縦方向には電気が流れるが、電極間の横方向には電気が流れない状態」となります。このように、方向によって異なる特性を有しているため「異方性導電膜」という名称がついているのです。

参照元：Dexerials（https://techtimes.dexerials.jp/bonding/what-is-acf/#ACF-2）

異方導電フィルムを用いるメリット

注目すべきおもなメリットとして、次のようなものがあげられます。

• ガラス基板に部品を実装することができる
• 多端子をまとめて接続することができる
• ファインピッチ接続が可能になる
• 鉛フリー対応が可能になる
• 比較的低温であっても、それほど時間をかけずに接続することができる
• 実装部を薄型化させることができる

異方導電フィルムの種類

さまざまなタイプの異方導電フィルムがありますが、ここでは、現在特に幅ひろい用途で使われている「熱硬化性樹脂を用いた異方導電フィルム」、そして用途は限られているものの、扱いやすさなどの点でメリットの多い「熱可塑性樹脂を用いた異方導電フィルム」についてみていきます。

熱硬化性樹脂を用いた異方導電フィルム

現在使用されている異方導電フィルムのうち、大半は熱硬化性樹脂を使用したものです。導電パスの電気抵抗・接着力・隣接電極との絶縁性などが優れているのが特徴です。ただし、高温時には熱硬化反応が起こるため、保管の際には冷蔵保管を選ぶ必要があるという点には、注意しましょう。

熱可塑性樹脂を用いた異方導電フィルム

それほど多くの用途で使われているわけではありませんが、スマートカードなどの非接触ICカードの回路接続部などに使用されています。冷蔵保管をせずに済むことや高温で保持する時間が要らないことなどが主なメリットとしてあげられます。ただ、上述の熱硬化樹脂を用いた異方導電フィルムより用途が限られているという問題点があります。

異方導電フィルムが主に使用される用途・製品

ディスプレイやタッチセンサーなどのドライバーIC

スマホなどのディスプレイやそのタッチセンサーには、手が触れた際の静電容量が変化していくのを検知する目的で、基板あるいはガラス基板に透明電極がパターニングされています。そして、電極およびセンシングのためのドライバーIC接続をとるのに、異方導電フィルムが使用されています。

カメラモジュールのCMOSやCCDなど

スマホやデジカメのカメラモジュールには、CMOS（相補性金属酸化膜半導体）やCCD（固体撮像素子）が使用されています。これらは、いずれも熱に弱いという弱点があります。そのため、低温であっても接続できる異方導電フィルム実装が採用されているのです。また、マイクロLEDは、いっぺんに多くのチップを実装しなくてはならないので、こちらにも異方導電フィルム実装という方法を採用することが検討されています。

低温で実装できるという大きな強みをもつ異方導電フィルムは、ほかにも、半導体の２次実装の分野など、採用される場面が増えつつあります。

参照元：RESONAC（https://www.resonac.com/jp/solution/tech/acf.html#sec2-4）