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HK1261541B - 各向异性导电膜 - Google Patents

各向异性导电膜

Info

Publication number
HK1261541B
HK1261541B HK19121383.4A HK19121383A HK1261541B HK 1261541 B HK1261541 B HK 1261541B HK 19121383 A HK19121383 A HK 19121383A HK 1261541 B HK1261541 B HK 1261541B
Authority
HK
Hong Kong
Prior art keywords
conductive particles
anisotropic conductive
conductive film
insulating resin
insulating
Prior art date
Application number
HK19121383.4A
Other languages
English (en)
Other versions
HK1261541A1 (zh
Inventor
Reiji Tsukao
Yasushi Akutsu
Original Assignee
Dexerials Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corporation filed Critical Dexerials Corporation
Publication of HK1261541A1 publication Critical patent/HK1261541A1/zh
Publication of HK1261541B publication Critical patent/HK1261541B/zh

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Description

各向异性导电膜
技术领域
本发明涉及各向异性导电膜。
背景技术
向绝缘性树脂粘合剂分散导电粒子的各向异性导电膜,在将IC芯片等的电子部件安装到布线基板等时被广泛使用。在各向异性导电膜中,随着电子部件的高密度安装所伴随的凸点的窄间距化,强烈要求提高凸点上的导电粒子的捕获性,且避免相邻的凸点间的短路。
针对这样的要求,提出了使各向异性导电膜中的导电粒子的配置为格子状的排列,且使其排列轴相对于各向异性导电膜的长边方向倾斜,且在该情况下使导电粒子间的距离按既定比例分离(专利文献1、专利文献2)。另外,还提出了通过连结导电粒子,形成导电粒子局部密的区域,以对应窄间距化(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许4887700号公报;
专利文献2:日本特开平9-320345号公报;
专利文献3:日本特表2002-519473号公报。
发明内容
发明要解决的课题
如在专利文献1、2记载的那样,在使导电粒子以单纯的格子状配置的情况下,会根据排列轴的倾斜角或导电粒子间的距离来对应凸点的布局。因此,当凸点为窄间距时不得不缩小导电粒子间的距离,难以避免短路。另外,导电粒子的个数密度增加,使各向异性导电膜的制造成本也增加。
另一方面在没有缩小导电粒子间的距离的情况下,担心导电粒子由端子不能捕获充分的数量。
另外,在通过使导电粒子连结而形成导电粒子局部密的区域的方法中,由于在连结的多个导电粒子同时进入凸点间空隙时短路的风险变高,所以并不理想。
因此本发明课题是提供能够对应窄间距的凸点,且能够比现有的各向异性导电膜减少导电粒子的个数密度的各向异性导电膜。
用于解决课题的方案
本发明人发现当在各向异性导电膜的整个面重复配置导电粒子互相隔着间隔并且呈特定排列的导电粒子的单元时,能够在膜整个面形成导电粒子的疎密区域,因此能够在疎密区域的密区域中连接窄间距的凸点,且在该密区域中导电粒子也互相分离,因此降低短路的风险,进而因疎区域的存在而能够减少膜整体的导电粒子的个数密度,从而想到了本发明。
即,本发明提供在绝缘性树脂粘合剂中配置有导电粒子的各向异性导电膜,其中,
重复配置了并列不同导电粒子数的、导电粒子隔开间隔而排成一列的导电粒子列而成的导电粒子的重复单元。
发明效果
依据本发明的各向异性导电膜,不使各个的导电粒子为单纯的格子状排列,而重复配置特定的粒子配置的导电粒子的重复单元,因此能够在膜形成导电粒子的疎密区域,所以各向异性导电膜整体上能够抑制导电粒子的个数密度的增加。因而,能够抑制制造成本伴随导电粒子的个数密度的增加而增加。另外,一般,如果导电粒子的个数密度增加,则在各向异性导电连接时按压夹具所需要的推力也增加,但是依据本发明的各向异性导电膜,通过抑制导电粒子的个数密度的增加,还抑制在各向异性导电连接时按压夹具所需要的推力的增加,因此能够防止电子部件因各向异性导电连接而变形。另外,按压夹具不需要过大的推力,从而稳定按压夹具的推力,因此各向异性导电连接的电子部件的导通特性等的质量稳定。
另一方面,依据本发明的各向异性导电膜,由于纵横重复形成成为导电粒子密的区域的重复单元,因此能够连接窄间距的凸点。进而,在重复单元内,导电粒子互相分离,因此,即便重复单元横跨在端子间空隙的情况下,也能避免短路的发生。
附图说明
[图1A]图1A是示出实施例的各向异性导电膜1A的导电粒子的配置的平面图。
[图1B]图1B是实施例的各向异性导电膜1A的截面图。
[图2]图2是实施例的各向异性导电膜1B的平面图。
[图3]图3是实施例的各向异性导电膜1C的平面图。
[图4]图4是实施例的各向异性导电膜1D的平面图。
[图5]图5是实施例的各向异性导电膜1E的平面图。
[图6]图6是实施例的各向异性导电膜1F的平面图。
[图7]图7是实施例的各向异性导电膜1G的平面图。
[图8]图8是实施例的各向异性导电膜1H的平面图。
[图9]图9是实施例的各向异性导电膜1I的平面图。
[图10]图10是实施例的各向异性导电膜1J的平面图。
[图11]图11是实施例的各向异性导电膜1K的平面图。
[图12]图12是实施例的各向异性导电膜1a的截面图。
[图13]图13是实施例的各向异性导电膜1b的截面图。
[图14]图14是实施例的各向异性导电膜1c的截面图。
[图15]图15是实施例的各向异性导电膜1d的截面图。
[图16]图16是实施例的各向异性导电膜1e的截面图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的各向异性导电膜详细地进行说明。此外,各图中,相同标号表示相同或同等的结构要素。
<各向异性导电膜的整体构成>
图1A是示出本发明的一实施例的各向异性导电膜1A的导电粒子的配置的平面图,图1B是其截面图。
该各向异性导电膜1A具有这样的构造:导电粒子2以单层配置在绝缘性树脂粘合剂3的表面或其附近,其上层叠绝缘性粘接层4。
此外,作为本发明的各向异性导电膜,也可为省略绝缘性粘接层4,并向绝缘性树脂粘合剂3埋入导电粒子2的结构。
<导电粒子>
作为导电粒子2,能够适当选择公知的各向异性导电膜中使用的导电粒子而使用。能够举出例如镍、铜、银、金、钯等的金属粒子;以镍等的金属包覆聚酰胺、聚苯并胍胺等的树脂粒子的表面的金属包覆树脂粒子等。所配置的导电粒子的大小,优选为1~30μm,更优选为1μm以上10μm以下,进一步优选为2μm以上6μm以下。
导电粒子2的平均粒径,能够利用图像式或者激光式的粒度分布计进行测定。也可以俯视观察下观察各向异性导电膜,并计测粒径而求出。在此情况下,优选计测200个以上,更优选计测500个以上,进一步更优选计测1000个以上。
导电粒子2的表面优选通过绝缘涂层或绝缘粒子处理等来包覆。这样的包覆容易从导电粒子2的表面剥离且不会阻碍各向异性导电连接。另外,也可以在导电粒子2的表面的整个面或一部分设置突起。突起的高度优选为导电粒径的20%以内,更优选为10%以内。
<导电粒子的配置>
(重复单元)
各向异性导电膜1A的俯视观察下的导电粒子2的配置,成为在各向异性导电膜1A的整个面纵横(X方向、Y方向)重复导电粒子列2p、2q、2r和并列单独的导电粒子2s的重复单元5,依次连结构成重复单元5的外形的导电粒子的中心而形成的多边形成为三角形。此外,本发明的各向异性导电膜能够根据需要而具有未配置导电粒子的区域。
各导电粒子列2p、2q、2r分别在俯视观察下导电粒子2隔开间隔以直线状排成一列。另外,构成导电粒子列2p、2q、2r的导电粒子数逐渐不同,且导电粒子列2p、2q、2r平行地并排。通过重复使这样粒子数逐渐不同的导电粒子列2p、2q、2r并排的粒子配置,导电粒子的个数密度局部地形成疎密,因此,即便在将各向异性导电膜粘贴在电子部件的情况下出现微小的错位,在构成凸点列的任何凸点中也都会容易捕获稳定数的导电粒子。这根据连续进行各向异性导电连接的情况而变得有效。即,因单纯的格子排列而各向异性导电膜对电子部件的粘贴有微小偏移的情况下,特别是凸点端部中因错位的有无或程度而捕获粒子数容易零散。为了抑制该零散而将格子排列的角度设计成为相对于膜的长边方向倾斜(专利文献1等)。然而,若凸点宽度或凸点间距离进一步变窄,则使格子排列倾斜的效果有极限。相对于此,在本发明中,在凸点长的范围产生导电粒子的个数密度的疎密,从而使得在凸点长的范围的任一个部位都能捕获导电粒子。换言之,使得在一个凸点同时产生导电粒子被捕获的位置和不被捕获的位置。由此,如果在凸点排列的任一个中凸点的形状(面积)都同样,则通过适当设定重复单元的重复间隔,使凸点捕获的导电粒子的个数稳定。因而,即便在各向异性导电膜的粘贴上出现微小的错位,另外,在生产线上连续制造连接体时的每个连接体的凸点排列中导电粒子的捕获状态也会变得容易稳定。另外,通过在一个凸点同时产生导电粒子被捕获的位置和不被捕获的位置,能够期待减少各向异性导电连接后的检查劳动或提高质量管理。例如,通过在一个凸点同时产生导电粒子被捕获的位置和不被捕获的位置,在各向异性导电连接后进行压痕检查时,会容易进行连续得到的连接体的对比。另外,在连续制造的连接体彼此能够比较各向异性导电连接工序中向电子部件临时粘贴各向异性导电膜时的错位的有无,因此能够期待容易判定连接装置的改善事项。
重复单元5中的导电粒子2的配置,成为使构成该重复单元5的导电粒子2的一部分,占据无间隙地并排正六边形的情况下的各正六边形的顶点的一部分的配置。或者,成为无间隙地并排正三角形的情况下的正三角形的顶点和构成重复单元5的导电粒子重叠的配置。进而换言之,从导电粒子存在于6方格子排列的各格子点的配置有规则地遗漏既定格子点的导电粒子的剩下的配置成为重复单元5。如果这样在6方格子排列的格子点配置导电粒子2就会容易识别重复单元5的粒子配置,且容易进行设计。此外,如后述那样,重复单元中的导电粒子的配置,并不限于以6方格子为基础的配置,既可以以正方格子为基础,也可以以这样的配置为基础,即纵横并排八边形以上的正多边形,并使邻接的正多边形的边彼此重合。
(重复单元的重复方式)
图1A所示的各向异性导电膜1A中的重复单元5的重复,更详细而言,在X方向上,重复单元5隔着重复单元5内的粒子间隔而重复。另外,在Y方向上,隔开间隔交替地重复以Y方向的对称轴反转重复单元5的重复单元5B和重复单元5。在该情况下,优选在向各向异性导电膜的短边方向投影依次连结构成重复单元的外形的导电粒子的中心而形成的多边形时的各向异性导电膜的长边方向的边的位置,局部地与跟该重复单元邻接的重复单元的同样的位置重叠。这是因为通常电子部件的端子的宽度方向成为各向异性导电膜的长边方向,所以当如上述那样重叠构成重复单元的外形的多边形时,会提高电子部件的端子捕获导电粒子的概率。另外,也可以更换各向异性导电膜的长边方向和短边方向。这是因为根据端子布局,也会发生最好更换的情况。
此外,在考虑导电粒子2的重复单元的情况下,也可以将合并重复单元5和反转它的重复单元5B的单元视为导电粒子的重复单位,但是在本发明中重复单元为多个导电粒子列并列而成的单元,优选为纵横重复的最小的单位。
(重复单元的大小)
重复单元5的各向异性导电膜的大小或重复单元间的距离,优选根据由该各向异性导电膜1A连接的电子部件的凸点宽度或凸点间空隙的大小而确定。
例如,在连接对象为非微小间距的情况下,重复单元5的各向异性导电膜长边方向的大小,优选比凸点宽度或凸点间空隙的任意较窄一方的长度小。即便为这样的大小,也能通过重复配置重复单元5,使凸点捕获到连接上所需最低限度的导电粒子数,另外,能够减少不参与连接的导电粒子数,因此能够谋求削减各向异性导电膜的成本。另外,通过使构成重复单元5的外形的多边形的边向各向异性导电膜1A的短边方向斜行,能够与长尺的各向异性导电膜的切出位置无关系地得到稳定的连接性能。
连接对象为非微小间距的情况下的各向异性导电膜长边方向上的、邻接的重复单元5、5B的距离,优选比由该各向异性导电膜连接的电子部件的凸点间空隙短。
另一方面,在连接对象为微小间距的情况下,优选使各向异性导电膜长边方向的重复单元5、5B的大小为横跨凸点间空隙的大小。
此外,关于微小间距和非微小间距的临界,作为一个例子,能够使凸点宽度小于30μm为微小间距,而30μm以上为非微小间距。
如上述在根据连接对象确定重复单元5的大小时,优选使构成重复单元5的导电粒子数为5个以上,更优选为10个以上,进一步优选为20个以上。一般,在通过各向异性导电连接来连接的对置的端子间,最好捕获3个以上、特别是10个以上的导电粒子,为此在重复单元被夹持在对置的端子间时,使得由一个重复单元的压痕能够确认捕获了那样数的导电粒子。
(重复单元的具体变形方式)
本发明中,重复单元5中的导电粒子2的配置、或重复单元5的纵横的重复间距,能够根据作为各向异性导电连接的连接对象的端子的形状或端子的间距而适当变更。因而,与使导电粒子2为单纯的格子状排列的情况相比,各向异性导电膜整体上能够以较少的导电粒子数达到较高的捕获性。
例如,除了图1A所示的重复方式以外,也可以如图2所示的各向异性导电膜1B那样,以交错排列状重复重复单元5。在交错排列中,电子部件各向异性导电连接时的树脂流动对导电粒子产生的影响,在位于交错排列的中央部的凸点和位于外侧的凸点上有所不同,且在位于交错排列的中央部的凸点的凸点和位于外侧的凸点上短路风险也有所不同,因此能够适当变更重复单元5的形状而调整树脂流动的流动。
重复单元5中的导电粒子2的配置也能够根据作为各向异性导电连接的连接对象的端子的形状或端子的间距而适当变更。例如,如图3所示的各向异性导电膜1C那样,既可以逐渐增加及减少一个重复单元5内构成导电粒子列2p的导电粒子数,也可以与重复单元5的重复一起重复配置单独的导电粒子2s。进而,也可以在一个重复单元内并列的3列导电粒子列中,使构成中央的导电粒子列的导电粒子数比构成两侧的导电粒子列的导电粒子数多或少。例如,如图4所示的各向异性导电膜1D那样,在各重复单元5中,并列了沿各向异性导电膜的长边方向排列4个导电粒子2的导电粒子列2p、排列2个的导电粒子列2q、排列3个的导电粒子列2r和1个导电粒子2s。若使一个重复单元内并列的导电粒子列中的导电粒子的个数增减,则该重复单元的外形成为复杂的多边形状,容易对应辐射状的凸点排列(所谓,扇出凸点)的连接。将一个重复单元中的导电粒子的配置,以构成该重复单元的导电粒子列的导电粒子数表示,例如,将图4所示的重复单元表示为[4-2-3-1]时,作为该重复单元的变形例,能够举出[4-1-4-1]、[4-3-1-2]、[3-2-2-1]、[4-1-2-3]、[4-2-1-3]等。也可以组合这些而重复配置。可举出例如[4-2-3-1-2-1-4-3]。
另外,一个导电粒子列内的导电粒子间距离,即可以在一个重复单元内并列的导电粒子列彼此相同,也可以不同。例如,如图5所示的各向异性导电膜1E那样,也可以使重复单元5的外形为菱形,并在其中央部配置导电粒子2。该重复单元中,并列了由5个导电粒子构成的导电粒子列2m、由2个导电粒子构成的导电粒子列2n、由3个导电粒子构成的导电粒子列2o、由2个导电粒子构成的导电粒子列2p、以及由5个导电粒子构成的导电粒子列2q,且导电粒子列2m、2q中的导电粒子间距离、导电粒子列2n、2p中的导电粒子间距离、和导电粒子列2o中的导电粒子间距离互相不同。将此设为前述表记的[4-3-2-1]的情况下,也可为遗漏3的中心的导电粒子的排列。这是因为能够进一步降低短路发生风险。
在上述的各向异性导电膜1A、1B、1C、1D、1E中,重复单元5、5B内的导电粒子2的配置存在于6方格子的格子点,但是,只要并列导电粒子列2p,也可以如图6所示的各向异性导电膜1F那样作成以正方格子为基础的排列。
图7所示的各向异性导电膜1G,在膜整个面分别重复配置了由2列的导电粒子列2p、2q构成的重复单元5、和60°旋转该重复单元5的导电粒子的排列轴的重复单元5B。这样,也可以并用某一个重复单元和将其以既定角度旋转的重复单元。
作为重复单元的形状,也可以使依次连结构成其外形的导电粒子而形成的多边形为正多边形。由此变得容易识别导电粒子的配置,因此是优选的。在该情况下,形成重复单元的各导电粒子,也可以不存在于6方格子或正方格子的格子点。例如,如图8所示的各向异性导电膜1H那样能够将重复单元5的外形形成为正八边形。在该情况下,构成重复单元的外形的导电粒子,如同图虚线所示,配置在使纵横并排正八边形而邻接的正八边形彼此的边重合的格子的该正八边形的顶点。也可以同样在正十二边形、或正十二边形以上的正多边形体的顶点配置导电粒子。此外,也可以通过在6方格子或正方格子的格子点配置导电粒子,形成外形成为八边形以上的大致正多边形的重复单元。例如,图9所示的各向异性导电膜1I的重复单元5由配置在正方格子的格子点上的导电粒子2形成,成为无论是在各向异性导电膜的长边方向还是短边方向都对称的八边形。由此能够容易识别导电粒子的配置。
另外,重复单元中并列的导电粒子列彼此可以不必平行,也可以辐射状并排。例如,如图10所示的各向异性导电膜1J那样,能够纵横重复配置具有以辐射状排列的导电粒子列2m、2n、2o、2p、2q的重复单元5。在该情况下,导电粒子2也可以不用存在于6方格子或正方格子的格子点。
(重复单元的边的朝向)
在上述的各向异性导电膜之中的、例如在图1A所示的各向异性导电膜1A中,依次连结构成重复单元5的外形的导电粒子的中心而形成的三角形5x的各边与各向异性导电膜1A的长边方向或短边方向斜交。由此,导电粒子2a的、各向异性导电膜的长边方向的外切线L1贯穿与该导电粒子2a在各向异性导电膜的长边方向邻接的导电粒子2b。另外,导电粒子2a的、各向异性导电膜的短边方向的外切线L2贯穿与该导电粒子2a在各向异性导电膜的短边方向邻接的导电粒子2c。一般,在各向异性导电连接时,各向异性导电膜的长边方向成为凸点的短边方向,因此在重复单元5的多边形5x的边与各向异性导电膜1A的长边方向或短边方向斜交时,能够防止多个导电粒子沿着凸点的边缘以直线状并排,由此能够避免以直线状并排的多个导电粒子聚集而从端子脱离,从而对导通没有贡献的现象,因此能够提高导电粒子2的捕获性。
此外,在各向异性导电连接时各向异性导电膜的长边方向成为凸点的短边方向的情况下,由构成重复单元5的外形的导电粒子形成的多边形5x,也可以不必一定使其全部的边与各向异性导电膜的长边方向或短边方向斜交,但是从导电粒子的捕获性的方面来看,优选使2边以上、更优选使3边以上与各向异性导电膜的长边方向或短边方向斜交。
另一方面,在凸点的排列图案为辐射状的情况下(所谓,扇出凸点(fanoutbump)),优选构成重复单元的多边形具有各向异性导电膜的长边方向或短边方向的边。即,为了使应该连接的凸点彼此也不会因设置凸点的基体材料的热膨胀而错位,有时使凸点的排列图案为辐射状(例如,日本特开2007-19550号公报、2015-232660号公报等),在此情况下各个凸点的长边方向和各向异性导电膜的长边方向所形成的角度逐渐变化。因此,即便不使重复单元5的多边形的边与各向异性导电膜的长边方向或短边方向斜行,重复单元5、5B的多边形的边也对以辐射状排列的各个凸点的长边方向的缘边斜交。因而,能够避免在各向异性导电连接时凸点的边缘相关的大部分导电粒子不会被该凸点捕获,使导电粒子的捕获性下降这一现象。另一方面,凸点的辐射状的排列图案,通常左右对称地形成。因而,从根据各向异性导电连接后的压痕容易确认连接状态的良否的方面来看,优选使构成重复单元5的外形的多边形具有各向异性导电膜的长边方向或短边方向的边。因此,例如,在使重复单元为与图1A所示的各向异性导电膜1A同样的三角形的情况下,优选配置成如图11所示的各向异性导电膜1K那样使构成重复单元5的外形的三角形的1边5a与各向异性导电膜的长边方向或短边方向平行。另外,也可以如图8所示的各向异性导电膜1H的重复单元5那样,具有与各向异性导电膜的长边方向平行的边5a和与短边方向平行的边5b。
此外,作为本发明中的导电粒子的配置,并不局限于图示的重复单元的排列。例如,也可以使图示的排列倾斜。在该情况下,还包括90°倾斜、即更换膜的长边方向和短边方向的方式。另外,也可以变更重复单元5的间隔或重复单元内的导电粒子的间隔。
<导电粒子的最接近粒子间距离>
导电粒子的最接近粒子间距离,无论是在重复单元5内邻接的导电粒子间,还是在重复单元5间邻接的导电粒子间,都优选为平均导电粒径的0.5倍以上。重复单元5间的距离优选长于重复单元5内邻接的导电粒子间距离。若该距离过短则因为导电粒子相互的接触而容易引起短路。邻接的导电粒子的距离的上限,根据凸点形状或凸点间距而确定。例如,在凸点宽度200μm、凸点间空隙200μm的情况下,使凸点宽度或凸点间空隙的任一个上最低存在1个导电粒子时,使导电粒子间距离小于400μm。从使导电粒子的捕获性可靠的方面来看,优选小于200μm。
<导电粒子的个数密度>
从抑制各向异性导电膜的制造成本的方面,以及不使在各向异性导电连接时所使用的按压夹具所需要的推力过度大的方面来看,在导电粒子的平均粒径小于10μm的情况下,导电粒子的个数密度优选为50000个/mm 2以下,更优选为35000个/mm2以下,进一步优选为30000个/mm 2以下。另一方面,担心在导电粒子的个数密度过少时端子上不能充分捕获导电粒子而产生导通不良,因此优选为300个/mm 2以上,更优选为500个/mm 2以上,进一步优选为800个/mm 2以上。
另外,在导电粒子的平均粒径为10μm以上的情况下,优选为15个/mm 2以上,更优选为50个/mm 2以上,进一步优选为160个/mm2以上。这是因为如果导电粒径变大,则导电粒子的占用面积率也变高。基于同样的理由,优选为1800个/mm 2以下,更优选为1100个/mm 2以下,进一步优选为800个/mm 2以下。
此外,导电粒子的个数密度在局部上(作为一个例子,200μm×200μm),也可以不在上述个数密度范围。
<绝缘性树脂粘合剂>
作为绝缘性树脂粘合剂3,能够适当选择公知的各向异性导电膜中用作为绝缘性树脂粘合剂的热聚合性组合物、光聚合性组合物、光热并用聚合性组合物等而使用。其中作为热聚合性组合物,能够举出包含丙烯酸酯化合物和热自由基聚合引发剂的热自由基聚合性树脂组合物;包含环氧化合物和热阳离子聚合引发剂的热阳离子聚合性树脂组合物;包含环氧化合物和热阴离子聚合引发剂的热阴离子聚合性树脂组合物等,而作为光聚合性组合物,能够举出包含丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂的光自由基聚合性树脂组合物等。特别是,如果不产生问题,则也可以并用多种聚合性组合物。作为并用例,能举出热阳离子聚合性组合物和热自由基聚合性组合物的并用等。
在此,作为光聚合引发剂,也可以含有对不同波长的光产生反应的多种光聚合引发剂。由此,能够在制造各向异性导电膜时的、构成绝缘性树脂层的树脂的光固化、和各向异性连接时用于粘接电子部件彼此的树脂的光固化上分开使用所使用的波长。
在使用光聚合性组合物形成绝缘性树脂粘合剂3的情况下,通过在制造各向异性导电膜时的光固化,能够使绝缘性树脂粘合剂3所包含的光聚合性化合物的全部或一部分光固化。通过该光固化,保持或固定绝缘性树脂粘合剂3中的导电粒子2的配置,有抑制短路和提高捕获的前景。另外,通过调整该光固化的条件,能够调整各向异性导电膜的制造工序中的绝缘性树脂层的粘度。
绝缘性树脂粘合剂3中的光聚合性化合物的配合量优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为小于2质量%。这是因为如果光聚合性化合物过多,会增加各向异性导电连接时的压入所需的推力。
另一方面,热聚合性组合物含有热聚合性化合物和热聚合引发剂,但是作为该热聚合性化合物,也可以使用还作为光聚合性化合物发挥功能的化合物。另外,也可以使热聚合性组合物与热聚合性化合物不同地含有光聚合性化合物并且含有光聚合性引发剂。优选的是,与热聚合性化合物不同地含有光聚合性化合物和光聚合引发剂。例如,作为热聚合引发剂使用热阳离子类聚合引发剂,作为热聚合性化合物使用环氧树脂,作为光聚合引发剂使用光自由基引发剂,作为光聚合性化合物使用丙烯酸酯化合物。也可以使绝缘性粘合剂3包含这些聚合性组合物的固化物。
作为用作为热或光聚合性化合物的丙烯酸酯化合物,能够使用现有公知的热聚合型(甲基)丙烯酸酯单体。例如,能够使用单官能(甲基)丙烯酸酯类单体、二官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯类单体。
另外,作为聚合性化合物使用的环氧化合物,优选形成三维网状构造,并赋予良好的耐热性、粘接性,且并用固体环氧树脂和液状环氧树脂。在此,固体环氧树脂是指在常温下为固体的环氧树脂。另外,液状环氧树脂是指在常温下为液状的环氧树脂。另外,常温是指以JISZ8703规定的5~35℃的温度范围。在本发明中能够并用两种以上的环氧化合物。另外,除了环氧化合物之外也可以并用氧杂环丁烷化合物。
作为固体环氧树脂,只要与液状环氧树脂相溶且在常温下为固体,就无特别限定,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多官能型环氧树脂、二聚环戊二烯型环氧树脂、酚醛苯醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂等,能够从这些之中单独使用一种,或者组合使用两种以上。在这些之中,优选使用双酚A型环氧树脂。
作为液状环氧树脂,只要在常温下为液状就无特别限定,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛苯醛型环氧树脂、萘型环氧树脂等,能够从这些之中单独使用一种,或者组合使用两种以上。特别是,从膜的胶粘性、柔软性等的观点来看,优选使用双酚A型环氧树脂。
在热聚合引发剂之中作为热自由基聚合引发剂,能够举出例如有机过氧化物、偶氮类化合物等。特别是,能够优选使用不产生成为气泡原因的氮的有机过氧化物。
热自由基聚合引发剂的使用量,若过少则会成为固化不良,若过多则会降低制品寿命,因此相对于(甲基)丙烯酸酯化合物100质量份,优选为2~60质量份、更优选为5~40质量份。
作为热阳离子聚合引发剂,能够采用作为环氧化合物的热阳离子聚合引发剂公知的引发剂,能够采用例如因热而产生氧的碘鎓盐、硫鎓盐、季鏻盐、二茂铁类等,特别是,能够优选使用对于温度显示良好的潜伏性的芳香族硫鎓盐。
热阳离子聚合引发剂的使用量,过少也有固化不良的倾向,过多也有降低制品寿命的倾向,因此相对于环氧化合物100质量份,优选为2~60质量份,更优选为5~40质量份。
作为热阴离子聚合引发剂,能够使用通常采用的公知的引发剂。可举出例如有机酸二酰肼、双氰胺、胺基化合物、聚酰胺胺基(polyamideamine)化合物、氰酸酯化合物、酚醛树脂、酸酐、羧酸、三级胺基化合物、咪唑、路易斯酸、Brφnsted 酸盐、聚硫醇类固化剂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、异氰酸酯化合物、封端异氰酸酯化合物等,能够从这些之中单独使用一种或者组合两种以上使用。这些之中,优选使用以咪唑改性体为核再以聚氨酯包覆其表面而成的微胶囊型潜伏性固化剂。
优选使热聚合性组合物含有膜形成树脂。膜形成树脂,例如相当于平均分子量为10000以上的高分子量树脂,从膜形成性的观点来看,优选为10000~80000左右的平均分子量。作为膜形成树脂,可举出苯氧基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯聚氨酯树脂、丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、丁缩醛树脂等的各种树脂,这些既可以单独使用,也可以组合两种以上来使用。这些之中,从膜形成状态、连接可靠性等的观点来看优选适当地使用苯氧基树脂。
为了调整熔化粘度,也可以使热聚合性组合物含有绝缘性填充剂。对此可举出硅石粉、氧化铝粉等。绝缘性填充剂的大小优选粒径20~1000nm,另外,配合量优选相对于环氧化合物等的热聚合性化合物(光聚合性化合物)100质量份为5~50质量份。
进而,也可以含有与上述绝缘性填充剂不同的填充剂、软化剂、促进剂、防老化剂、着色剂(颜料、染料)、有机溶剂、离子捕获剂等。
另外,根据需要,也可以配合应力缓冲剂、硅烷偶联剂、无机填充剂等。作为应力缓冲剂,能够举出氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物等。另外,作为硅烷偶联剂,能够举出环氧类、甲基丙烯酰氧基类、氨类、乙烯类、巯基/硫化物类、脲化物类等。另外,作为无机填充剂,能够举出硅石、滑石、氧化钛、碳酸钙、氧化镁等。
绝缘性树脂粘合剂3能够通过利用涂敷法来使包含上述的树脂的涂层组合物成膜并干燥、或进一步固化,或者通过预先利用公知的方法来膜化而形成。绝缘性树脂粘合剂3也可以根据需要层叠树脂层而获得。另外,绝缘性树脂粘合剂3优选形成在经剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等的剥离膜上。
(绝缘性树脂粘合剂的粘度)
绝缘性树脂粘合剂3的最低熔化粘度,能够根据各向异性导电膜的制造方法等而适当决定。例如,作为各向异性导电膜的制造方法,在进行使导电粒子以既定配置保持在绝缘性树脂粘合剂的表面,并向绝缘性树脂粘合剂压入该导电粒子的方法时,从能够膜成形的方面来看,绝缘性树脂粘合剂的树脂的最低熔化粘度优选为1100Pa・s以上。另外,如后述那样,如图12或图13所示在向绝缘性树脂粘合剂3压入的导电粒子2的露出部分周围形成凹部3b,或者如图14所示在向绝缘性树脂粘合剂3压入的导电粒子2的正上方形成凹部3c,从这一点来看,最低熔化粘度优选为1500Pa・s以上,更优选为2000Pa・s以上、进一步优选为3000~15000Pa・s、特别为3000~10000Pa・s。作为一个例子,该最低熔化粘度能够利用旋转式流变仪(TA instruments公司制),在升温速度为10℃/分钟、测定压力为5g保持恒定,使用直径8mm的测定板而求出。另外,优选在40~80℃、更优选在50~60℃下进行对绝缘性树脂粘合剂3压入导电粒子2的工序的情况下,与上述同样,从形成凹部3b或3c的方面来看,60℃下的粘度的下限优选为3000Pa・s以上,更优选为4000Pa・s以上,进一步优选为4500Pa・s以上,上限优选为20000Pa・s以下,更优选为15000Pa・s以下,进一步优选为10000Pa・s以下。
通过使构成绝缘性树脂粘合剂3的树脂的粘度如上述为高粘度,能够在使用各向异性导电膜时,将导电粒子2夹持在对置的电子部件等的连接对象物之间而进行加热加压的情况下,防止各向异性导电膜内的导电粒子2会因熔化的绝缘性树脂粘合剂3的流动而流动。
(绝缘性树脂粘合剂的厚度)
绝缘性树脂粘合剂3的厚度La优选为1μm以上60μm以下、更优选为1μm以上30μm以下、进一步优选为2μm以上15μm以下。另外,绝缘性树脂粘合剂3的厚度La在与导电粒子2的平均粒径D的关系上,优选使它们之比(La/D)为0.6~10。若绝缘性树脂粘合剂3的厚度La过大,则各向异性导电连接时导电粒子会容易错位,端子上的导电粒子的捕获性下降。该倾向在La/D超过10时显著。因此La/D优选为8以下,进一步更优选为6以下。相反地若绝缘性树脂粘合剂3的厚度La过小而La/D小于0.6,则难以通过绝缘性树脂粘合剂3将导电粒子维持在既定粒子分散状态或者既定排列。特别是,在连接的端子为高密度COG的情况下,绝缘性树脂粘合剂3的层厚La与导电粒子2的粒径D之比(La/D),优选为0.8~2。
(绝缘性树脂粘合剂中的导电粒子的埋入方式)
对于绝缘性树脂粘合剂3中的导电粒子2的埋入状态没有特别限制,但是在对置的部件之间夹持各向异性导电膜,并加热加压而进行各向异性导电连接的情况下,如图12、图13所示,优选使导电粒子2从绝缘性树脂粘合剂3局部地露出,相对于邻接的导电粒子2间的中央部的绝缘性树脂粘合剂的表面3a的切平面3p,在导电粒子2的露出部分的周围形成凹部3b,或者,如图14所示,在向绝缘性树脂粘合剂3内压入的导电粒子2的正上方的绝缘性树脂粘合剂部分,相对于与上述同样的切平面3p形成凹部3c,以在导电粒子2的正上方的绝缘性树脂粘合剂3的表面存在起伏。针对导电粒子2被夹持在对置的电子部件的电极间而加热加压时产生的导电粒子2的扁平化,因为有图12、图13所示的凹部3b,导电粒子2从绝缘性树脂粘合剂3受到的阻力会比没有凹部3b的情况减少。因此,导电粒子2会容易被夹持在对置的电极间,从而还提高导通性能。另外,通过在构成绝缘性树脂粘合剂3的树脂之中的、导电粒子2的正上方的树脂的表面形成凹部3c(图14),与没有凹部3c的情况相比,加热加压时的压力会容易集中到导电粒子2,且电极中会容易夹持导电粒子2,从而提高导通性能。
从容易得到上述凹部3b、3c的效果的方面来看,导电粒子2的露出部分的周围的凹部3b(图12、图13)的最大深度Le与导电粒子2的平均粒径D之比(Le/D),优选为小于50%,更优选为小于30%,进一步优选为20~25%,而导电粒子2的露出部分的周围的凹部3b(图12、图13)的最大直径Ld与导电粒子2的平均粒径D之比(Ld/D),优选为100%以上,更优选为100~150%,且导电粒子2的正上方的树脂中的凹部3c(图14)的最大深度Lf与导电粒子2的平均粒径D之比(Lf/D),优选为大于0,且优选为小于10%,更优选为小于5%。
此外,能够使导电粒子2的露出部分的直径Lc为导电粒子2的平均粒径D以下,优选为平均粒径D的10~90%。既可以使导电粒子2的顶部2t的1个点露出,也可以使导电粒子2完全埋入绝缘性树脂粘合剂3内,使得直径Lc成为零。
(导电粒子在绝缘性树脂粘合剂的厚度方向上的位置)
从容易得到上述凹部3b的效果的方面来看,从邻接的导电粒子2间的中央部中绝缘性树脂粘合剂的表面3a的切平面3p起的导电粒子2的最深部的距离(以下,称为埋入量)Lb与导电粒子2的平均粒径D之比(Lb/D)(以下,称为埋入率)优选为60%以上105%以下。
<绝缘性粘接层>
在本发明的各向异性导电膜中,也可以在配置有导电粒子2的绝缘性树脂粘合剂3上层叠粘度或粘着性与构成绝缘性树脂粘合剂3的树脂不同的绝缘性粘接层4。
在绝缘性树脂粘合剂3形成有上述凹部3b的情况下,如图15所示的各向异性导电膜1d那样,绝缘性粘接层4既可以层叠在绝缘性树脂粘合剂3形成有凹部3b的面,也可以如图16所示的各向异性导电膜1e那样,层叠在与形成有凹部3b的面相反侧的面。在绝缘性树脂粘合剂3形成有凹部3c的情况下也同样。在通过绝缘性粘接层4的层叠,利用各向异性导电膜来各向异性导电连接电子部件时,填充因电子部件的电极或凸点而形成的空隙,从而能够提高粘接性。
另外,在将绝缘性粘接层4层叠在绝缘性树脂粘合剂3的情况下,不管绝缘性粘接层4是否在凹部3b、3c的形成面上,都优选绝缘性粘接层4处于IC芯片等的第1电子部件侧(换言之,绝缘性树脂粘合剂3处于基板等的第2电子部件侧)。通过这样,能够避免导电粒子的不得已的移动,从而能够提高捕获性。此外,通常使IC芯片等的第1电子部件为按压夹具侧,并使基板等的第2电子部件为载物台侧,在将各向异性导电膜与第2电子部件临时压接后,正式压接第1电子部件和第2电子部件,但是因为第2电子部件的热压接区域的尺寸等,在将各向异性导电膜与第1电子部件临时粘贴后,正式压接第1电子部件和第2电子部件。
作为绝缘性粘接层4,能够适当选择在公知的各向异性导电膜中用作为绝缘性粘接层的粘接层而使用。绝缘性粘接层4也可以使用与上述的绝缘性树脂粘合剂3同样的树脂来将粘度调整为更低。绝缘性粘接层4与绝缘性树脂粘合剂3的最低熔化粘度,越有差异就越容易用绝缘性粘接层4填充因电子部件的电极或凸点而形成的空隙,从而能够期待提高电子部件彼此的粘接性的效果。另外,越有该差异,在各向异性导电连接时构成绝缘性树脂粘合剂3的树脂的移动量就越是相对变小,因此端子上的导电粒子的捕获性变得容易提高。在实际使用上,绝缘性粘接层4和绝缘性树脂粘合剂3的最低熔化粘度比,优选为2以上、更优选为5以上、进一步优选为8以上。另一方面,若该比值过大则在将长尺的各向异性导电膜作成卷装体的情况下,担心会出现树脂的挤出或阻塞,因此在实际使用上优选为15以下。绝缘性粘接层4的优选最低熔化粘度,更具体而言,满足上述比值,且为3000Pa・s以下,更优选为2000Pa・s以下,特别为100~2000Pa・s。
作为绝缘性粘接层4的形成方法,能够通过利用涂敷法来使包含与形成绝缘性树脂粘合剂3的树脂同样的树脂的涂层组合物成膜并干燥、或进一步固化,或者通过预先利用公知的方法来膜化而形成。
绝缘性粘接层4的厚度优选为1μm以上30μm以下,更优选为2μm以上15μm以下。
另外,将绝缘性树脂粘合剂3和绝缘性粘接层4合在一起的各向异性导电膜整体的最低熔化粘度,还取决于绝缘性树脂粘合剂3和绝缘性粘接层4的厚度的比例,但是在实际使用上可为8000Pa・s以下,为了方便进行对凸点间的填充也可为200~7000Pa・s,且优选为200~4000Pa・s。
根据需要也可以向绝缘性树脂粘合剂3或绝缘性粘接层4加入硅石微粒子、氧化铝、氢氧化铝等的绝缘性填充剂。绝缘性填充剂的配合量优选相对于构成这些层的树脂100质量份为3质量份以上且40质量份以下。由此,在各向异性导电连接时各向异性导电膜熔化也能抑制导电粒子因熔化的树脂而无用地移动。
<各向异性导电膜的制造方法>
作为各向异性导电膜的制造方法,例如,制造用于按既定排列配置导电粒子的转印模,向转印模的凹部填充导电粒子,其上,覆盖形成在剥离膜上的绝缘性树脂粘合剂3并施加压力,向绝缘性树脂粘合剂3压入导电粒子2,从而使导电粒子2转贴到绝缘性树脂粘合剂3。或者进一步在该导电粒子2上层叠绝缘性粘接层4。这样,能够得到各向异性导电膜1A。
另外,也可以在向转印模的凹部填充导电粒子后,其上覆盖绝缘性树脂粘合剂,从转印模向绝缘性树脂粘合剂的表面转印导电粒子,向绝缘性树脂粘合剂内压入绝缘性树脂粘合剂上的导电粒子,从而制造各向异性导电膜。能够通过该压入时的按压力、温度等来调整导电粒子的埋入量(Lb)。另外,能够通过压入时的绝缘性树脂粘合剂的粘度、压入速度、温度等来调整凹部3b、3c的形状及深度。例如,关于压入导电粒子时的绝缘性树脂粘合剂的粘度,使下限优选为3000Pa・s以上,更优选为4000Pa・s以上,进一步优选为4500Pa・s以上,并使上限优选为20000Pa・s以下,更优选为15000Pa・s以下,进一步优选为10000Pa・s以下。另外,优选在40~80℃、更优选为50~60℃下得到这样的粘度。更具体而言,在制造绝缘性树脂粘合剂的表面具有图12所示的凹部3b的各向异性导电膜1a的情况下,优选使压入导电粒子时的绝缘性树脂粘合剂的粘度为8000Pa・s(50~60℃),而在制造具有图14所示的凹部3c的各向异性导电膜1c的情况下,能够使压入导电粒子时的绝缘性树脂粘合剂的粘度为4500Pa・s(50~60℃)。
此外,作为转印模,除了向凹部填充导电粒子之外,也可以向凸部的顶面赋予微粘着剂而使导电粒子附着于该顶面。
这些转印模能够利用或应用机械加工、光刻、印刷法等的公知技术来制造。
另外,作为按既定排列配置导电粒子的方法,也可以取代利用转印模的方法而使用利用二轴延伸膜的方法等。
<卷装体>
为了连续供于电子部件的连接,各向异性导电膜优选作成卷绕在卷轴的膜卷装体。膜卷装体的长度为5m以上即可,且优选为10m以上。虽然没有特别的上限,但从出货物的处理性的方面来看,优选为5000m以下,更优选为1000m以下,进一步优选为500m以下。
膜卷装体也可以用连结带连结比全长短的各向异性导电膜。连结部位既可以存在多处,也可以规则地存在,也可以随机存在。连结带的厚度只要对性能不带来阻碍就无特别限制,但是过厚会影响树脂的挤出、阻塞,因此优选为10~40μm。另外,膜的宽度没有特别限制,但是作为一个例子为0.5~5mm。
依据膜卷装体,能够进行连续的各向异性导电连接,且能够有助于连接体的成本削减。
<连接构造体>
本发明的各向异性导电膜能够优选适用在通过热或光来各向异性导电连接FPC、IC芯片、IC模块等的第1电子部件、和FPC、硬性基板、陶瓷基板、玻璃基板、塑料基板等的第2电子部件时。另外,也能够堆积IC芯片或IC模块而各向异性导电连接第1电子部件彼此。这样得到的连接构造体及其制造方法也是本发明的一部分。
作为使用各向异性导电膜的电子部件的连接方法,例如,从提高连接可靠性的方面来看优选将各向异性导电膜的膜厚方向上导电粒子存在附近的一侧的界面临时粘贴在承载于载物台的布线基板等的第2电子部件,对于临时粘贴的各向异性导电膜,搭载IC芯片等的第1电子部件,从第1电子部件侧利用按压夹具进行热压接。也能够利用光固化来进行同样的电子部件的连接。
此外,在因为布线基板等的第2电子部件的连接区域的尺寸等而难以向布线基板等的第2电子部件临时粘贴各向异性导电膜的情况下,对承载于载物台的IC芯片的第1电子部件进行各向异性导电膜的临时粘贴,然后将第1电子部件和第2电子部件热压接。
实施例
实验例1~实验例8
(各向异性导电膜的制作)
对于在COG连接中所使用的各向异性导电膜,如下调查了绝缘性树脂粘合剂的树脂组成和导电粒子的配置对膜形成能力和导通特性的影响。
首先,分别调制了按照表1所示的配合形成绝缘性树脂粘合剂及绝缘性粘接层的树脂组合物。在该情况下,根据绝缘性树脂组合物的调制条件调整了树脂组合物的最低熔化粘度。用棒涂机向膜厚50μm的PET膜上涂敷形成绝缘性树脂粘合剂的树脂组合物,在80℃的烤箱中干燥5分钟,从而在PET膜上形成了表2所示的厚度La的绝缘性树脂粘合剂层。同样地,以表2所示的厚度在PET膜上形成了绝缘性粘接层。
[表1]
接着,以使导电粒子俯视观察下的配置成为表2所示的配置,且其重复单元中的最接近导电粒子的中心间距离成为6μm的方式制作模具。通过使公知的透明性树脂的颗粒(pellet)以熔化的状态流入该模具,并冷却而凝固,从而形成了凹部为表2所示的配置的树脂模。在此,在实验例8中使导电粒子的配置为6方格子排列(个数密度32000个/mm 2),并使其格子轴之一相对于各向异性导电膜的长边方向倾斜15°。
作为导电粒子,准备金属包覆树脂粒子(积水化学工业(株),AUL703,平均粒径3μm),将该导电粒子填充到树脂模的凹部,其上覆盖上述绝缘性树脂粘合剂,在60℃、0.5MPa下进行按压而粘贴。然后,从模剥离绝缘性树脂粘合剂,对绝缘性树脂粘合剂上的导电粒子进行加压(按压条件:60~70℃、0.5Mpa),从而压入绝缘性树脂粘合剂,制作了绝缘性树脂粘合剂中导电粒子以表2所示的状态埋入的膜。在该情况下,导电粒子的埋入状态由压入条件控制。其结果,在实验例4中,在压入导电粒子后未能维持膜形状,但是除此以外的实验例中,能够制作埋入了导电粒子的膜。通过金属显微镜的观察,如表2所示,在埋入的导电粒子的露出部分的周围或埋入的导电粒子的正上方能发现凹部。此外,除了实验例4的各实验例中能观察到导电粒子的露出部分周围的凹部、和导电粒子正上方的凹部两者,但是在表4中示出了各实验例的每一个最能明确观察到的凹部的计测值。
在埋入导电粒子的膜的压入导电粒子的一侧层叠绝缘性粘接层,从而制作了树脂层为2层型的各向异性导电膜。但是,在实验例4中,压入导电粒子后未能维持膜形状,因此没有进行之后的评价。
(评价)
对于各实验例的各向异性导电膜,如下测定了(a)初始导通电阻和(b)导通可靠性。将结果示于表2。
(a)初始导通电阻
将各实验例的各向异性导电膜夹持在载物台上的玻璃基板与按压工具侧的导通特性评价用IC之间,用按压工具加热加压(180℃、5秒)而得到了各评价用连接物。在该情况下,将按压工具的推力以低(40MPa)、中(60MPa)、高(80MPa)的3阶段变动而得到了3种评价用连接物。
在此,导通特性评价用IC和玻璃基板,它们的端子图案对应,而尺寸如下。另外,在连接评价用IC和玻璃基板时,对齐各向异性导电膜的长边方向和凸点的短边方向。
导通特性评价用IC
外形 1.8×20.0mm
厚度 0.5mm
凸点规格 尺寸30×85μm、凸点间距离50μm、凸点高度15μm。
玻璃基板(ITO布线)
玻璃材质 CORNING公司制1737F
外形 30×50mm
厚度 0.5mm
电极 ITO布线。
测定所得到的评价用连接物的初始导通电阻,按以下3阶段的评价基准进行了评价。
初始导通电阻的评价基准(实际使用上,如果小于2Ω则没有问题)
A:小于0.4Ω
B:0.4Ω以上且小于0.8Ω
C:0.8Ω以上。
(b)导通可靠性
将按照(a)制作的评价用连接物,置于温度85℃、湿度85%RH的恒温槽中500小时,并进行可靠性实验,与初始导通电阻同样地测定其后的导通电阻,并按以下3阶段评价基准进行了评价。
导通可靠性的评价基准(实际使用上,如果小于5Ω则没有问题)
A:小于1.2Ω
B:1.2Ω以上且小于2Ω
C:2Ω以上。
[表2]
由表2可知在绝缘性树脂粘合剂的最低熔化粘度为800Pa・s的实验例4中难以形成在导电粒子附近的绝缘性树脂粘合剂具有凹部的膜。另一方面,可知在绝缘性树脂粘合剂的最低熔化粘度为1500Pa・s以上的实验例中,通过调整导电粒子埋入时的条件能够在绝缘性树脂粘合剂的导电粒子附近形成凸部,且这样得到的各向异性导电膜在COG用途中导通特性良好。另外,可知与6方格子排列的实验例8相比,在导电粒子的个数密度低的实验例1~7中,能以更低的压力进行各向异性导电连接。
(c)短路率
使用实验例1~3和5~8的各向异性导电膜,并使用以下的短路率的评价用IC,在180℃、60MPa、5秒的连接条件下得到评价用连接物,计测所得到的评价用连接物的短路数,求出计测的短路数相对于评价用IC的端子数的比例作为短路率。
短路率的评价用IC(7.5μm空隙的梳齿TEG(test element group):
外形 15×13mm
厚度 0.5mm
凸点规格 尺寸25×140μm、凸点间距离7.5μm、凸点高度15μm。
如果短路小于50ppm则在实际使用上理想,且实验例1~3和5~8的各向异性导电膜全部小于50ppm。
此外,对于除了实验例4之外的各实验例,计测每一个凸点捕获的导电粒子,均捕获了10个以上的导电粒子。
实验例9~16
(各向异性导电膜的制作)
对于在FOG连接中所使用的各向异性导电膜,如下调查了绝缘性树脂粘合剂的树脂组成和导电粒子的配置对膜形成能力和导通特性的影响。
即,调制按照表3所示的配合形成绝缘性树脂粘合剂和绝缘性粘接层的树脂组合物,利用这些与实验例1同样地制作了各向异性导电膜。在表4中示出该情况下的导电粒子的配置和最接近导电粒子的中心间距离。在实验例16中使导电粒子的配置为6方格子排列(个数密度15000个/mm 2),并使其格子轴之一相对于各向异性导电膜的长边方向倾斜15°。
在该各向异性导电膜的制作工序中,向绝缘性树脂粘合剂压入导电粒子后,实验例12中未能维持膜形状,但是除此以外的实验例中维持了膜形状。因此,对于除了实验例12以外的实验例的各向异性导电膜,以金属显微镜观察并计测导电粒子的埋入状态,进而进行之后的评价。在表4中示出各实验例中的导电粒子的埋入状态。表4所示的埋入状态,是与表2同样按各实验例的每一个最能明确观察到绝缘性树脂粘合剂的凹部的计测值。
(评价)
对于各实验例的各向异性导电膜,如下测定了(a)初始导通电阻和(b)导通可靠性。将结果示于表4。
(a)初始导通电阻
以2mm×40mm裁断按照各实验例得到的各向异性导电膜,并夹持在导通特性的评价用FPC和玻璃基板之间,以工具宽度2mm进行加热加压(180℃、5秒)而得到了各评价用连接物。在该情况下,将按压工具的推力以低(3MPa)、中(4.5MPa)、高(6MPa)的3阶段变动而得到了3种评价用连接物。与实验例1同样测定所得到的评价用连接物的导通电阻,并按以下基准分3阶段评价其测定值。
评价用FPC:
端子间距 20μm
端子宽度/端子间空隙 8.5μm/11.5μm
聚酰亚胺膜厚(PI)/铜箔厚(Cu)=38/8、Sn plating。
无碱玻璃基板:
电极 ITO布线
厚度 0.7mm。
初始导通电阻的评价基准
A:小于1.6Ω
B:1.6Ω以上且小于2.0Ω
C:2.0Ω以上。
(b)导通可靠性
将按照(a)制作的评价用连接物,置于温度85℃、湿度85%RH的恒温槽中500小时,与初始导通电阻同样地测定其后的导通电阻,并按以下基准分3阶段评价了该测定值。
导通可靠性的评价基准
A:小于3.0Ω
B:3.0Ω以上且小于4Ω
C:4.0Ω以上。
由表4可知在绝缘性树脂粘合剂的最低熔化粘度为800Pa・s的实验例12中,难以形成具有凹部的膜。另一方面,可知在绝缘性树脂层的最低熔化粘度为1500Pa・s以上的实验例中,通过调整导电粒子埋入时的条件,能够在绝缘性树脂粘合剂的导电粒子附近形成凹部,且这样得到的各向异性导电膜在FOG用途中导通特性良好。
(c)短路率
对测定了初始导通电阻的评价用连接物的短路数进行计测,由所计测的短路数和评价用连接物的间隙数求出短路发生率。如果短路发生率小于100ppm则在实际使用上没有问题。
实验例9~11和13~16任一个的短路发生率均小于100ppm。
此外,对于除了实验例12之外的各实验例,计测每一个凸点捕获的导电粒子,均捕获了10个以上的导电粒子。
[表3]
[表4]
标号说明
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1a、1b、1c、1d、1e各向异性导电膜 ;2、2a、2b、2c、2s 导电粒子 ;2m、2n、2o、2p、2q、2r 导电粒子列 ;2t 导电粒子的顶部 ;3 绝缘性树脂粘合剂 ;3a绝缘性树脂粘合剂的表面 ;3b、3c 凹部;3P 切平面 ;4 绝缘性粘接层 ;5、5B 重复单元 ;5a 与各向异性导电膜的长边方向平行的边;5b 与各向异性导电膜的短边方向平行的边;5x 依次连结构成重复单元的外形的导电粒子的中心而形成的多边形;D 平均粒径;L1、L2外切线 ;La 绝缘性树脂粘合剂的厚度 ;Lb 导电粒子的埋入量 ;Lc导电粒子的露出部分的直径 ;Ld 凹部的最大直径 ;Le、Lf 最大深度。

Claims (21)

1.一种各向异性导电膜,在绝缘性树脂粘合剂配置有导电粒子,其中,
导电粒子的重复单元彼此隔着重复间距而重复配置,该导电粒子的重复单元由并列不同导电粒子数的、导电粒子隔开间隔而排成一列的导电粒子列组合而成,
一个导电粒子列内的导电粒子间距离,在一个重复单元内以不同导电粒子数并列的导电粒子列之间彼此不同。
2.如权利要求1所述的各向异性导电膜,其中,重复单元遍及各向异性导电膜的整个面而配置。
3.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,在重复单元中构成并列的导电粒子列的导电粒子数逐渐不同。
4.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,在重复单元中并列的3列的导电粒子列中,构成中央的导电粒子列的导电粒子数比构成两侧的导电粒子列的导电粒子数多或少。
5.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,依次连结构成重复单元的外形的导电粒子的中心而形成的多边形的各边与各向异性导电膜的长边方向或短边方向斜交。
6.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,依次连结构成重复单元的外形的导电粒子的中心而形成的多边形具有与各向异性导电膜的长边方向或短边方向平行的边。
7.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,重复单元中,导电粒子列彼此平行。
8.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,与重复单元一起重复配置了单独的导电粒子。
9.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,重复单元内,邻接的导电粒子彼此的最接近距离为导电粒子的平均粒径的0.5倍以上。
10.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,构成重复单元的导电粒子为从导电粒子存在于6方格子或正方格子的各格子点的配置有规则地遗漏既定格子点的导电粒子的配置。
11.如权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
12.如权利要求3所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
13.如权利要求4所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
14.如权利要求5所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
15.如权利要求6所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
16.如权利要求7所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
17.如权利要求8所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
18.如权利要求9所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
19.如权利要求10所述的各向异性导电膜,其中,在配置有所述导电粒子的所述绝缘性树脂粘合剂上层叠粘度或粘着性与构成该绝缘性树脂粘合剂的树脂不同的绝缘性粘接层。
20.一种连接构造体,通过权利要求1~19的任一项所述的各向异性导电膜来各向异性导电连接第1电子部件和第2电子部件。
21.一种连接构造体的制造方法,隔着各向异性导电膜热压接第1电子部件和第2电子部件而制造第1电子部件和第2电子部件的连接构造体,其中,作为各向异性导电膜,使用权利要求1~19的任一项所述的各向异性导电膜。
HK19121383.4A 2016-05-05 2017-04-25 各向异性导电膜 HK1261541B (zh)

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