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HK1227179B - 各向异性导电膜及其制造方法 - Google Patents

各向异性导电膜及其制造方法

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Publication number
HK1227179B
HK1227179B HK17100716.4A HK17100716A HK1227179B HK 1227179 B HK1227179 B HK 1227179B HK 17100716 A HK17100716 A HK 17100716A HK 1227179 B HK1227179 B HK 1227179B
Authority
HK
Hong Kong
Prior art keywords
resin layer
insulating resin
anisotropic conductive
conductive film
polymerization initiator
Prior art date
Application number
HK17100716.4A
Other languages
English (en)
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HK1227179A1 (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 HK1227179A1 publication Critical patent/HK1227179A1/zh
Publication of HK1227179B publication Critical patent/HK1227179B/zh

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Description

各向异性导电膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及各向异性导电膜及其制造方法。
背景技术
在IC芯片等电子部件的安装中广泛使用各向异性导电膜,近年来,从适用于高安装密度的角度考虑,为了提高连接可靠性、绝缘性、提高导电粒子捕捉率、降低制造成本等,人们提出了由单层配置的各向异性导电连接用的导电粒子和2层结构的绝缘性树脂层形成的各向异性导电膜(专利文献1)。
该各向异性导电膜通过如下制造:在粘接层上单层且致密地配置导电粒子,将该粘接层进行双轴拉伸处理,由此形成排列有导电粒子的片材,将该片材上的导电粒子转印在含有热固性树脂和潜伏性固化剂的绝缘性树脂层上,进一步在已转印的导电粒子上层合含有热固性树脂但不含潜伏性固化剂的另外的绝缘性树脂层(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4789738号说明书。
发明内容
发明所要解决的课题
但是,专利文献1的各向异性导电膜使用不含有潜伏性固化剂的绝缘性树脂层,因此由于各向异性导电连接时的加热,容易在不含有潜伏性固化剂的绝缘性树脂层中产生较大的树脂流动,沿着该流动,导电粒子也容易流动,因此,虽然通过双轴拉伸使导电粒子以单层、以均等的间隔排列,但是会产生导电粒子捕捉率降低、发生短路等问题。
本发明的目的是解决以上以往的技术的问题点,在具有单层配置的导电粒子的多层结构的各向异性导电膜中,实现良好的导电粒子捕捉率、良好的连接可靠性和降低短路的发生。
解决课题的方案
本发明人发现:将导电粒子以单层配置于光聚合性树脂层的一个面上,照射紫外线,由此使导电粒子固定于光聚合树脂,进一步在固定了的导电粒子上层合2层通过热或光聚合的聚合性树脂层,制成各向异性导电膜,或者在固定了的导电粒子的周围设置中间绝缘性树脂层,以此作为施加于导电粒子的应力的弛豫层,在其上层合通过热或光聚合的聚合性树脂层,制成各向异性导电膜,由此可实现上述本发明的目的;从而完成了本发明。
即,本发明提供各向异性导电膜,该各向异性导电膜是第1绝缘性树脂层、第2绝缘性树脂层、第3绝缘性树脂层依次层合而成,其中,第1绝缘性树脂层由光聚合树脂形成,第2绝缘性树脂层和第3绝缘性树脂层分别由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成,各向异性导电连接用的导电粒子以单层配置于第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面。以下将该各向异性导电膜称为第1各向异性导电膜。
在第1各向异性导电膜中,优选第2绝缘性树脂层和第3绝缘性树脂层为热聚合性树脂层,其使用了通过加热引发聚合反应的热聚合引发剂,但也可以是光聚合性树脂层,其使用了通过光引发聚合反应的光聚合引发剂。还可以是将热聚合引发剂和光聚合引发剂并用的热•光聚合性树脂层。
本发明还提供上述第1各向异性导电膜的制造方法,该制造方法具有以下的工序(A)-(D):
工序(A)
将导电粒子以单层配置于光聚合性树脂层上的工序;
工序(B)
对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层的工序;
工序(C)
在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层的工序;
工序(D)
在第2绝缘性树脂层的一个面上层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成的第3绝缘性树脂层的工序;
且在工序(C)之前或之后进行工序(D)。
并且,本发明提供连接结构体,该连接结构体是用上述第1各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件各向异性导电连接而成。
本发明还提供各向异性导电膜,该各向异性导电膜是第1绝缘性树脂层、中间绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层依次层合而成,其中,第1绝缘性树脂层由光聚合树脂形成,第2绝缘性树脂层由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成,中间绝缘性树脂层由不含有聚合引发剂的树脂形成,将各向异性导电连接用的导电粒子以单层配置于第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面,该导电粒子与中间绝缘性树脂层接触。
以下将该各向异性导电膜称为第2各向异性导电膜。
在第2各向异性导电膜中,优选第2绝缘性树脂层为热聚合性树脂层,其使用了通过加热引发聚合反应的热聚合引发剂,但也可以是光聚合性树脂层,其使用了通过光引发聚合反应的光聚合引发剂。还可以是将热聚合引发剂和光聚合引发剂并用的热•光聚合性树脂层。
本发明还提供上述第2各向异性导电膜的制造方法,该制造方法具有以下工序[A]-[D]:
工序[A]
将导电粒子以单层配置于光聚合性树脂层上的工序;
工序[B]
对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层的工序;
工序[C]
形成由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层的工序;
工序[D]
在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面形成由不含有聚合引发剂的树脂形成的中间绝缘性树脂层的工序;且
(i)在工序[B]之后进行工序[D],由此在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面形成中间绝缘性树脂层,接着将该中间绝缘性树脂层和通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层层合,或者
(ii)在通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层上形成由不含有聚合引发剂的树脂形成的中间绝缘性树脂层,接着将该中间绝缘性树脂层层合在通过工序[B]形成的第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面。
并且,本发明提供用上述第2各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件各向异性导电连接的连接结构体。
发明效果
本发明的第1各向异性导电膜和第2各向异性导电膜具有使光聚合性树脂层进行光聚合得到的第1绝缘性树脂层(光聚合树脂)、和层合在其一个面上、通过热或光聚合的第2绝缘性树脂层,而且各向异性导电连接用的导电粒子以单层配置于第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面。因此,可以将导电粒子通过光聚合了的第1绝缘性树脂层牢固地固定。
特别是在形成第1绝缘性树脂层时,在使光聚合性树脂光聚合时,由导电粒子一侧照射紫外线,则导电粒子下方(背面侧)的光聚合性树脂被导电粒子遮挡,因此紫外线未充分照射。因此,在通过照射形成的光聚合树脂中,被导电粒子遮挡的区域相对于未被遮挡的区域,固化率相对降低,在各向异性导电连接时,导电粒子可良好地压入。因此,本发明的第1各向异性导电膜和第2各向异性导电膜可实现良好的导通可靠性、绝缘性(低短路发生率)。
进而,在本发明的第1各向异性导电膜中,在配置有导电粒子的第1绝缘性树脂层上不仅层合第2绝缘性树脂层,也层合第3绝缘性树脂层,因此可以弛豫将本发明的各向异性导电膜用于各向异性导电连接时的应力,从而降低各向异性导电连接了的连接结构体的翘曲。
而在第2各向异性导电膜中,在导电粒子的周围设有中间绝缘性树脂层,该中间绝缘性树脂层使各向异性导电膜卷取时、退卷时、运输时、各向异性导电连接工序中的膜拉出时等施加给导电粒子的应力弛豫。因此,本发明的各向异性导电膜可实现良好的导电粒子捕捉率、导通可靠性和低短路发生率。
需说明的是,在第1各向异性导电膜和第2各向异性导电膜中,在形成第1绝缘性树脂层时,从导电粒子的相反一侧、或两面侧对光聚合性树脂照射紫外线,则导电粒子的固定得到促进,在各向异性导电膜的生产线上可确保稳定的品质。另外,在各向异性导电膜制造后向卷轴卷取、或各向异性导电连接时膜从卷轴上拉出的工序中,即使对各向异性导电膜施加多余的外部应力,外部应力也难以对各向异性导电连接前的导电粒子的排列产生影响。
另外,在第1各向异性导电膜中,第2绝缘性树脂层或第3绝缘性树脂层由通过热进行反应的聚合性树脂形成时,以及在第2各向异性导电膜中,第2绝缘性树脂层由通过热进行反应的聚合性树脂形成时,使用各向异性导电膜的电子部件的各向异性导电连接可以与使用常规的各向异性导电膜的连接方法同样地进行。
与此相对,在第1各向异性导电膜中、第2绝缘性树脂层或第3绝缘性树脂层由通过光进行反应的聚合性树脂形成时,以及在第2各向异性导电膜中、第2绝缘性树脂层由通过光进行反应的聚合性树脂形成时,使用各向异性导电膜进行的第1电子部件与第2电子部件的各向异性导电连接可以在光反应结束之前通过连接工具进行压入。这种情况下,为了促进树脂流动、粒子的压入,连接工具等可以加热。另外,在第2绝缘性树脂层或第3绝缘性树脂层中,在将通过热进行反应的聚合性树脂与通过光进行反应的聚合性树脂并用时,也与上述同样,可以在光反应结束之前通过连接工具进行压入,并且进行加热。
另外,使用第1各向异性导电膜或第2各向异性导电膜、且利用光反应将第1电子部件和第2电子部件进行各向异性导电连接时,可以自具有透光性的电子部件一侧进行光照射。
附图说明
[图1]图1是本发明的第1各向异性导电膜的截面图。
[图2]图2是本发明的第1各向异性导电膜制造方法中的工序(A)的说明图。
[图3A]图3A是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(B)的说明图。
[图3B]图3B是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(B)的说明图。
[图4A]图4A是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(C)的说明图。
[图4B]图4B是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(C)的说明图。
[图5]图5是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(D)的说明图。是本发明的第1各向异性导电膜的截面图。
[图6]图6是本发明的第1各向异性导电膜的制造方法中的工序(D)的说明图。
[图7A]图7A是本发明的第2各向异性导电膜的截面图。
[图7B]图7B是本发明的第2各向异性导电膜的变形方案的截面图。
[图7C]图7C是本发明的第2各向异性导电膜的变形方案的截面图。
[图8]图8是本发明的第2各向异性导电膜的制造方法中的工序[A]的说明图。
[图9A]图9A是本发明的第2各向异性导电膜的制造方法中的工序[B]的说明图。
[图9B]图9B是本发明的第2各向异性导电膜的制造方法中的工序[B]的说明图。
[图10]图10是本发明的第2各向异性导电膜的制造方法中的工序[C]的说明图。
[图11]图11是在本发明的第2各向异性导电膜的制造方法中,以方法(i)进行工序(D)时的说明图。
[图12]图12是以方法(i)进行的工序[D]的后工序的说明图。
[图13]图13是在以方法(i)进行的工序[D]的后工序所得的第2各向异性导电膜的截面图。
[图14]图14是在本发明的第2各向异性导电膜的制造中,以方法(ii)进行工序(D)时的说明图。
[图15]图15是以方法(ii)进行的工序[D]的后工序的说明图。
[图16]图16是在以方法(ii)进行的工序[D]的后工序所得的各向异性导电膜的截面图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边详细说明本发明的各向异性导电膜的例子。各图中,相同符号表示相同或同等的构成要素。
《第1各向异性导电膜》
图1是本发明的一个实施例的第1各向异性导电膜1A的截面图。该第1各向异性导电膜1A中,第1绝缘性树脂层2、第2绝缘性树脂层3和第3绝缘性树脂层4依次层合,各向异性导电连接用的导电粒子10以单层配置于第1绝缘性树脂层2的第2绝缘性树脂层3一侧的表面2a。
<第1绝缘性树脂层>
构成第1各向异性导电膜1A的第1绝缘性树脂层2由光聚合树脂形成。更具体地说,例如由使含有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层进行光自由基聚合所得产物形成。第1绝缘性树脂层2进行光聚合,由此可以将导电粒子10 适度固定。即,在各向异性导电连接时,各向异性导电膜1A即使被加热,第1绝缘性树脂层2也难以流动,因此,可以极大抑制树脂流动导致的导电粒子10不需要的流动、短路的发生。
特别是在本实施例的第1各向异性导电膜1A中,在第1绝缘性树脂层2中,优选在第2绝缘性树脂层3一侧存在导电性粒子10的区域2X(即,位于导电粒子10和第1绝缘性树脂层2的外侧表面2b之间的区域)的固化率比第1绝缘性树脂层2中不存在导电粒子10的区域2Y的固化率低。第1绝缘性树脂层2的区域2X中可以残留有未进行光固化的丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂。第1各向异性导电膜1A通过具有这样的区域2X,在进行各向异性导电连接时,区域2X的绝缘性树脂容易被排除,因此导电粒子10难以沿第1绝缘性树脂层2的平面方向移动,在厚度方向上可良好地压入。从而可以使导电粒子捕捉率提高,进而可以使连接可靠性和绝缘性提高。
这里,固化率是定义为乙烯基的减少比率的数值,第1绝缘性树脂层的区域2X的固化率优选为40-80%,区域2Y的固化率优选为70-100%。
从使第1各向异性导电膜1A的产品品质稳定的角度考虑,如后所述,优选抑制区域2X和区域2Y的固化率之差,或者实质上消除该差异。因此,区域2X和区域2Y的固化率之差通过导电粒子捕捉率的提高和产品品质的稳定性的平衡来调节。
(丙烯酸酯化合物)
作为形成丙烯酸酯单元的丙烯酸酯化合物,可使用以往公知的光聚合性丙烯酸酯,例如可使用单官能(甲基)丙烯酸酯(这里,(甲基)丙烯酸酯包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、双官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯。本发明中,为了在各向异性导电连接时使绝缘性树脂层可热固化,优选在丙烯酸类单体的至少一部分中使用多官能(甲基)丙烯酸酯。
第1绝缘性树脂层2中的丙烯酸酯化合物的含量过少,则在各向异性导电连接时有难以使第1绝缘性树脂层2和第2绝缘性树脂层3具有粘度差的倾向,过多则固化收缩大,有操作性降低的倾向,因此,优选为2-70质量%,更优选10-50质量%。
(聚合引发剂)
作为在第1绝缘性树脂层的形成中使用的光聚合引发剂,例如可从公知的光自由基聚合引发剂等中适当选择使用。更具体地说,可举出苯乙酮类光聚合引发剂、苯偶酰缩酮类光聚合引发剂、磷类光聚合引发剂等。
除光自由基聚合引发剂之外,也可以使用热自由基聚合引发剂。热自由基聚合引发剂例如可以举出有机过氧化物或偶氮类化合物等。可特别优选使用不会产生导致气泡的氮的有机过氧化物。
光聚合引发剂的使用量相对于100质量份丙烯酸酯化合物过少,则光聚合无法充分进行,过多则成为刚性降低的原因,因此优选0.1-25质量份,更优选0.5-15质量份。
(其它树脂和聚合引发剂)
第1绝缘性树脂层2中可根据需要含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂。由此可以使层间剥离强度提高。关于与环氧化合物一起使用的聚合引发剂,在第2绝缘性树脂层3中说明。第1绝缘性树脂层2中可根据需要进一步并用苯氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等的成膜树脂。
(第1绝缘性树脂层的层厚)
第1绝缘性树脂层2的层厚过薄,则有导电粒子捕捉率降低的倾向,过厚则有导通电阻升高的倾向,因此优选为1.0-6.0μm,更优选2.0-5.0μm。
(第1绝缘性树脂层的光聚合)
第1绝缘性树脂层2的形成例如可通过膜转印法、模具转印法、喷墨法、静电附着法等方法将导电粒子以单层附着于含有光自由基聚合性树脂和光自由基聚合引发剂的光聚合性树脂层上,由导电粒子一侧照射紫外线,通过光聚合进行。通过由导电粒子一侧照射紫外线,可以将第1绝缘性树脂层的区域2X的固化率相对于区域2Y的固化率抑制为相对较低,使导电粒子的捕捉率提高。
另一方面,也可以由与导电粒子10相反的一侧对要形成第1绝缘性树脂层2的光聚合性树脂进行紫外线照射。由此,在第1绝缘性树脂层中,区域2X和区域2Y的固化率之差实质上消除。即,第1绝缘性树脂层2的光固化进展,在各向异性导电膜的生产线上可确保稳定的品质。另外,将各向异性导电膜制成长条形卷绕在卷轴上时,自开始卷绕至卷绕结束,可以使施加在导电粒子10上的压力大致相同,可防止导电粒子10的排列的混乱。
光聚合可以以一步(即,一次光照射)进行,也可以以两步(即,两次光照射)进行。以两步进行光聚合时,只由导电粒子一侧照射紫外线,这使得第1绝缘性树脂层的区域2X的固化率相对于区域2Y的固化率较低,导电粒子10的捕捉率提高,因此优选。另一方面,还可以自导电粒子10一侧进行第一步的光照射,为了使品质稳定等,自与第一步相反一侧进行第二步的光照射。这种情况下,可以在第1绝缘性树脂层2的一个面上形成第2绝缘性树脂层3之后,在含氧气氛(大气中)下,自第1绝缘性树脂层2的另一面一侧进行第二步的光照射。可以调节照射强度进行该第二步的光照射,使区域2X的固化率比区域2Y的固化率较低,或者也可以使用掩模进行。
进行两步光聚合时,第1绝缘性树脂层的区域2X的第一步的固化率优选为10-50%,第二步的固化率优选为40-80%,区域2Y的第一步的固化率优选为30-90%,第二步的固化率优选为70-100%。
进行两步光聚合时,作为聚合引发剂,可以只使用1种,但使用引发反应的波长区域不同的2种光聚合引发剂,这可以提高胶黏性能,因此优选。例如优选将用来自LED光源的波长365nm的光引发自由基反应的IRGACURE 369(BASF Japan (株))、和用来自高压汞灯光源的光引发自由基反应的IRGACURE 2959 (BASF Japan (株))并用。这样,通过使用2种不同的固化剂,树脂的结合变得复杂,因此可以更细致地控制各向异性导电连接时树脂的热流动的行为。
优选光聚合后的第1绝缘性树脂层2的最低熔融粘度比第2绝缘性树脂层3的最低熔融粘度高,具体来说,通过流变仪测定的[第1绝缘性树脂层2的最低熔融粘度(mPa‧s)]/[第2绝缘性树脂层3的最低熔融粘度(mPa‧s)的数值优选为1-1000,更优选4-400。需说明的是,关于各自的优选最低熔融粘度,对于第1绝缘性树脂层2来说为100-100000 mPa‧s,更优选500-50000 mPa‧s。对于第2绝缘性树脂层3来说优选为0.1-10000 mPa‧s,更优选0.5-1000 mPa‧s。
<导电粒子>
作为导电粒子10,可以从以往公知的用于各向异性导电膜的导电粒子中适当选择使用。例如可举出镍、钴、银、铜、金、钯等的金属粒子,被覆金属的树脂粒子等。可以将2种以上并用。
导电粒子的平均粒径过小,则无法吸收布线高度的偏差,有电阻升高的倾向,过大则有成为短路的原因的倾向,因此优选为1-10μm,更优选2-6μm。
这样的导电粒子在第1绝缘性树脂层2中的粒子量过少,则导电粒子捕捉数低,各向异性导电连接变得困难,过多则可能发生短路,因此优选每1平方mm为50-50000个,更优选200-30000个。
导电粒子10在第1绝缘性树脂层2的厚度方向上的位置如图1所示,优选并未埋没在第1绝缘性树脂层2内,而是嵌入第2绝缘性树脂层3。这是由于,导电粒子10埋没在第1绝缘性树脂层2内,则各向异性导电连接中,导电粒子的压入不均匀,将电子部件进行各向异性导电连接而成的连接结构体的导通电阻可能升高。从导电粒子捕捉率和导通电阻的平衡考虑,嵌入的程度优选为导电粒子10的平均粒径的10-90%,更优选20-80%。
<第2绝缘性树脂层、第3绝缘性树脂层>
第2绝缘性树脂层3和第3绝缘性树脂层4分别由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成。更具体来说,由以下形成:通过热或光进行聚合的聚合性树脂层,其含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或光阳离子或光阴离子聚合引发剂;或者通过热或光进行自由基聚合的聚合性树脂层,其含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂。
需说明的是,从各向异性导电连接后的应力弛豫的角度考虑,优选第2绝缘性树脂层3比第3绝缘性树脂层4的聚合性树脂的掺混量多。
为了在各向异性导电连接时使第3绝缘性树脂层4发挥胶黏层的功能,第3绝缘性树脂层4可以以其10质量%以内含有添加剂。
需说明的是,可以根据需要,在第1绝缘性树脂层2的与第2绝缘性树脂层3相反一侧的面上设置胶黏层。
(环氧化合物)
作为形成第2绝缘性树脂层3或第3绝缘性树脂层4的环氧化合物,可优选举出分子内具有2个以上环氧基的化合物或树脂。它们可以是液状也可以是固体状。
(热阳离子聚合引发剂)
作为形成第2绝缘性树脂层3或第3绝缘性树脂层4的热阳离子聚合引发剂,可以采用作为环氧化合物的热阳离子聚合引发剂而公知的化合物,例如可以使用通过热产生酸的碘鎓盐、锍盐、鏻盐、二茂铁类等,可特别优选使用对温度显示良好的潜伏性的芳族锍盐。
热阳离子聚合引发剂的掺混量过少,则有固化不良的倾向,过多则有产品寿命降低的倾向,因此相对于100质量份环氧化合物,优选为2-60质量份,更优选5-40质量份。
(热阴离子聚合引发剂)
作为形成第2绝缘性树脂层3或第3绝缘性树脂层4的热阴离子聚合引发剂,可以采用作为环氧化合物的热阴离子聚合引发剂而公知的化合物,例如可以使用通过热产生碱的脂族胺类化合物、芳族胺类化合物、仲或叔胺类化合物、咪唑类化合物、聚硫醇类化合物、三氟化硼-胺络合物、双氰胺、有机酸酰肼等,特别可优选使用对温度显示良好的潜伏性的胶囊化咪唑类化合物。
热阴离子聚合引发剂的掺混量过少,则有固化不良的倾向,过多则有产品寿命降低的倾向,因此相对于100质量份环氧化合物,优选为2-60质量份,更优选5-40质量份。
(光阳离子聚合引发剂和光阴离子聚合引发剂)
作为环氧化合物用的光阳离子聚合引发剂或光阴离子聚合引发剂,可以适当使用公知的化合物。
(丙烯酸酯化合物)
形成第2绝缘性树脂层3和第3绝缘性树脂层4的丙烯酸酯化合物可以从关于第1绝缘性树脂层2进行说明的丙烯酸酯化合物中适当选择使用。
(热自由基聚合引发剂)
另外,在第2绝缘性树脂层3或第3绝缘性树脂层4中含有丙烯酸酯化合物时,作为与丙烯酸酯化合物一起使用的热自由基聚合引发剂,可以从关于第1绝缘性树脂层2进行说明的热自由基聚合引发剂中适当选择使用。
热自由基聚合引发剂的使用量过少,则会固化不良,过多则产品寿命会降低,因此相对于100质量份丙烯酸酯化合物,优选为2-60质量份,更优选5-40质量份。
(光自由基聚合引发剂)
作为丙烯酸酯化合物用的光自由基聚合引发剂,可以使用公知的光自由基聚合引发剂。
光自由基聚合引发剂的使用量过少,则会固化不良,过多则产品寿命会降低,因此相对于100质量份丙烯酸酯化合物,优选为2-60质量份,更优选5-40质量份。
(第2绝缘性树脂层和第3绝缘性树脂层的层厚)
从各向异性连接后的导电粒子捕捉性的方面考虑,第2绝缘性树脂层3的层厚优选为3-20μm,更优选5-15μm。
为了容易控制按压,优选第3绝缘性树脂层4的层厚为第2绝缘性树脂层3的层厚的1/2以下。
《第1各向异性导电膜的制造方法》
第1各向异性导电膜可进行下述工序(A)-(D)制造。
工序(A)
如图2所示,将导电粒子10以单层配置于根据需要在剥离膜30上形成的光聚合性树脂层20上。将导电粒子10以单层配置于光聚合性树脂层20的方法没有特别限定,可以采用利用日本特许第4789738号实施例1的将导电粒子用粘接剂固定的树脂膜的双轴拉伸操作的方法,或者日本特开2010-33793号公报的使用模具的方法等。作为导电粒子10的配置,优选以规定间隔纵横排列。另外,考虑连接对象的尺寸、导通可靠性、绝缘性、导电粒子捕捉率等,优选使平面上最接近的粒子间距离为1-100μm左右。
工序(B)
接着如图3A所示,自导电粒子10一侧对配置有导电粒子10的光聚合性树脂层20照射紫外线(UV),由此进行光聚合反应,形成在表面固定有导电粒子10 的第1绝缘性树脂层2。由此,如图3B所示,可以使第1绝缘性树脂层2中、在第2绝缘性树脂层3一侧存在导电粒子10的区域2X(位于第1绝缘性树脂层2的剥离膜30一侧表面2b与导电粒子10之间的区域)的第1绝缘性树脂层的固化率比在第1绝缘性树脂层2中不存在导电粒子10的区域2Y的固化率低。因此,各向异性导电连接时导电粒子10的压入变得容易,且可以抑制导电粒子10在连接平面方向的流动。
工序(C)
接着如图4A所示,在第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层3。更具体地说,例如将按照常规方法在剥离膜31上形成的第2绝缘性树脂层3放置于第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面,以不发生过度的热聚合的程度进行热压接。然后通过除去剥离膜31,可获得图4B的各向异性导电膜。
工序(D)
接着如图5所示,在第2绝缘性树脂层3的一个面(即,与第1绝缘性树脂层相反一侧的面)层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第3绝缘性树脂层4,除去剥离膜30。由此可获得图1的第1各向异性导电膜1A。
或者如图6所示,在工序(C)之前进行工序(D)。即,预先在剥离膜31上形成第2绝缘性树脂层3和第3绝缘性树脂层4的层合体5,将该层合体5的第2绝缘性树脂层3层合在第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面,除去剥离膜30、31,由此可得到图1的第1各向异性导电膜1A。
《第2各向异性导电膜》
图7A是本发明的一个实施例的第2各向异性导电膜1B的截面图。在第2各向异性导电膜1B中,依次层合第1绝缘性树脂层2、中间绝缘性树脂层6和第2绝缘性树脂层3,各向异性导电连接用的导电粒子10以贯穿中间绝缘性树脂层6的至少第1绝缘性树脂层2一侧的面的方式、以单层配置在第1绝缘性树脂层2的第2绝缘性树脂层3一侧的表面2a,与该中间绝缘性树脂层6接触。
<第1绝缘性树脂层>
构成第2各向异性导电膜1B的第1绝缘性树脂层2由与前述第1各向异性导电膜1A的第1绝缘性树脂层2同样的光聚合树脂形成,适度固定导电粒子10。
另外,第2各向异性导电膜1B也与第1各向异性导电膜1A同样,优选使在第1绝缘性树脂层2中、在第2绝缘性树脂层3一侧存在导电粒子10 的区域2X(即,位于导电粒子10和第1绝缘性树脂层2的外侧表面2b之间的区域)的固化率比在第1绝缘性树脂层2中不存在导电粒子10的区域2Y的固化率低。由此,在各向异性导电连接时,区域2X的绝缘性树脂易被排除,因此导电粒子10难以沿着第1绝缘性树脂层2的平面方向流动,但在厚度方向可良好地压入。因此可以使导电粒子捕捉率提高,进而使连接可靠性提高,降低短路的发生率。
另一方面,在第2各向异性导电膜1B中,从使其产品品质稳定的方面考虑,优选抑制区域2X和区域2Y的固化率之差,或者实质上消除固化率之差。区域2X和区域2Y的固化率之差通过导电粒子捕捉率的提高和产品品质的稳定性的平衡来调整。
<导电粒子>
作为构成第2各向异性导电膜1B的导电粒子10,与第1各向异性导电膜1A同样,可举出镍、钴、银、铜、金、钯等金属粒子,金属被覆树脂粒子等。也可以将2种以上并用。
导电粒子10的平均粒径和第1绝缘性树脂层2中的粒子量也与第1各向异性导电膜1A同样。
导电粒子10在第1绝缘性树脂层2的厚度方向的位置如图7A所示,优选并未埋没于第1绝缘性树脂层2内,而是贯穿中间绝缘性树脂层6,嵌入第2绝缘性树脂层3中。即,这种情况下,导电粒子10跨第1绝缘性树脂层2和第2绝缘性树脂层3。导电粒子10贯穿中间绝缘性树脂层6,由此可以使各向异性导电连接时的导电粒子10的变形均匀,防止不需要的粒子偏移。
另外,如图7A所示,导电粒子10 贯穿中间绝缘性树脂层6、嵌入第2绝缘性树脂层3中时,从导电粒子捕捉率和导通电阻的平衡考虑,向中间绝缘性树脂层6和第2绝缘性树脂层3嵌入的程度(即,从第1绝缘性树脂层2中突出的程度)优选为导电粒子10的平均粒径的10-90%,更优选20-80%。
另一方面,导电粒子10 从第1绝缘性树脂层2中突出的部分可以被中间绝缘性树脂层6覆盖,也可以是例如如图7B所示,导电粒子10并未贯穿中间绝缘性树脂层6,而跨第1绝缘性树脂层2和中间绝缘性树脂层6。这样,即使中间绝缘性树脂层6覆盖导电粒子10的上部,在各向异性导电连接的压入中,导电粒子10的变形也难以被阻碍。这种情况下,导电粒子10在第1绝缘性树脂层2一侧突出的部分优选该导电粒子的粒径的20%以下,更优选10%以下。
导电粒子10从第1绝缘性树脂层2中突出的部分被中间绝缘性树脂层6覆盖的方案可以如图7C所示,从第1绝缘性树脂层2中突出的导电粒子10被厚度比导电粒子粒径薄的中间绝缘性树脂层6沿着导电粒子10的隆起覆盖。在图7C的方案中,追随导电粒子10的形状设置中间绝缘性树脂层6,因此可以更细致地控制各向异性导电连接的压入中的导电粒子的变形阻碍。
与此相对,导电粒子10埋没于第1绝缘性树脂层2,则在将电子部件进行各向异性导电连接时,导电粒子10的变形受到阻碍,可能发生压入不均的问题,因此不优选。
<中间绝缘性树脂层>
中间绝缘性树脂层6作为在第2各向异性导电膜1B卷取时、退卷时、运输时、各向异性导电连接工序的拉出时等、使施加于导电粒子10的应力弛豫的层而设。中间绝缘性树脂层6设于导电粒子10 的周围,蓄积于导电粒子10的应力得到弛豫,则在各向异性导电连接时,可以抑制树脂流动或导电粒子10的压缩所产生的在导电粒子的连接平面方向的位置偏移。因此,本发明的第2各向异性导电膜1B可实现良好的导电粒子捕捉率、导通可靠性、低短路发生率。
中间绝缘性树脂层6的厚度优选为导电粒子10的粒径的1.2倍以下,更优选1倍以下,更进一步优选0.7倍以下。在该范围内,则各向异性导电连接的导电粒子10的压入中,难以发生变形不均匀、或在凸点端部导电粒子的捕捉困难等的品质稳定性上的问题。另外,在将长条的各向异性导电膜卷取到卷轴等上时,可以使施加于导电粒子上的压力均匀化,预防导电粒子的排列混乱。为了使制造条件更简单,中间绝缘性树脂层6可以是与导电粒子10大致相同的厚度。
为了容易吸收在各向异性导电连接时施加于导电粒子上的应力,中间绝缘性树脂层6由不含有聚合引发剂的树脂形成。作为形成中间绝缘性树脂层6的树脂,优选为与其它层的树脂成分相同程度的弹性模量,也可以是聚合性树脂。例如可以使用苯氧树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂等。
另外,为了有效地抑制各向异性导电连接时不需要的导电粒子10的流动,优选中间绝缘性树脂层6中含有二氧化硅等填料。中间绝缘性树脂层6中的填料的含量优选为0.5-20质量%。
<第2绝缘性树脂层>
第2各向异性导电膜1B的第2绝缘性树脂层3由与第1各向异性导电膜1A的第2绝缘性树脂层3同样的热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成。
从各向异性导电连接时的导电粒子捕捉性的方面考虑,第2绝缘性树脂层3的层厚优选为3-20μm,更优选5-15μm。
《第2各向异性导电膜的制造方法》
第2各向异性导电膜1B可进行以下工序[A]-[D]制造。
工序[A]
如图8所示,将导电粒子10以单层配置于根据需要在剥离膜30上形成的光聚合性树脂层20上。将导电粒子10以单层配置在光聚合性树脂层20上的方法没有特别限定,可以采用日本特许第4789738号实施例1的利用将导电粒子用粘接剂固定的树脂膜的双轴拉伸操作的方法,或者日本特开2010-33793号公报的使用模具的方法等。作为导电粒子10的配置,优选以规定间隔纵横排列。另外,考虑连接对象的尺寸、导通可靠性、绝缘性、导电粒子捕捉率等,优选使平面上最接近的粒子间距离为1-100μm左右。
工序[B]
接着,对排列有导电粒子10的光聚合性树脂层20照射紫外线(UV),由此进行光聚合反应,形成在表面固定有导电粒子10 的第1绝缘性树脂层2。这种情况下,优选如图9A所示,自导电粒子10一侧照射紫外线(UV)。由此,如图9B所示,在第1绝缘性树脂层2中,可以使第2绝缘性树脂层3一侧存在导电粒子10的区域2X(位于第1绝缘性树脂层2的剥离膜30一侧表面2b与导电粒子10之间的区域)的第1绝缘性树脂层的固化率比在第1绝缘性树脂层2中不存在导电粒子10的区域2Y的固化率低。从而,各向异性导电连接时的导电粒子10的压入容易,且可以抑制导电粒子10在连接平面方向的流动。
工序[C]
另一方面,按照常规方法,如图10所示,在剥离膜31上形成由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层3。
工序[D]
在通过工序[B]固定有导电粒子10的第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面形成中间绝缘性树脂层6。
该工序[D]可按照以下(i)或(ii)的方法进行。
方法(i)
如图11所示,在通过工序[B]固定有导电粒子10的第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面形成中间绝缘性树脂层6。更具体地说,在第1绝缘性树脂层2的导电粒子10一侧表面涂布或喷雾不含有聚合引发剂、而含有选自苯氧树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂的至少一种树脂、且优选含有二氧化硅等填料的中间绝缘性树脂层形成用涂布液,形成中间绝缘性树脂层6。
然后如图12所示,使中间绝缘性树脂层6和通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层3相对,如图13所示地进行热压接。这种情况下,设为通过热压接不会产生过大的热聚合。然后通过除去剥离膜30、31,可得到图7A的第2各向异性导电膜1B。
方法(ii)
在通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层3的表面涂布或喷雾与(i)同样的中间绝缘性树脂层形成用涂布液,由此如图14所示,在第2绝缘性树脂层3上形成中间绝缘性树脂层6。接着如图15所示,使中间绝缘性树脂层6、和通过工序[B]形成的第1绝缘性树脂层2上的导电粒子10相对,如图16所示地进行热压接。图16中示出了导电粒子10未贯穿中间绝缘性树脂层6的方案。通过除去剥离膜30、31,可得到图7C所示的第2各向异性导电膜1B。
《连接结构体》
本发明的第1各向异性导电膜1A和第2各向异性导电膜1B可在将IC芯片、IC模块等第1电子部件与柔性基板、玻璃基板等第2电子部件进行各向异性导电连接时优选地适用。这样得到的连接结构体也是本发明的一部分。将第1各向异性导电膜1A和第2各向异性导电膜1B的第1绝缘性树脂层2一侧配置在柔性基板等第2电子部件上,并将与其相反一侧的第3绝缘性树脂层4一侧或第2绝缘性树脂层3配置在IC芯片等第1电子部件上,这从提高连接可靠性的方面考虑优选。
实施例
以下通过实施例具体说明本发明。
实施例1-6(第1各向异性导电膜)、比较例1
按照日本特许第4789738号实施例1的操作,制作导电粒子以单层排列、具有按照表1所示的掺混(质量份)形成的第1绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层的比较例1的各向异性导电膜,进一步制作还具有第3绝缘性树脂的实施例1-6的第1各向异性导电膜。
具体来说,首先用乙酸乙酯或甲苯将丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂等制备混合液,使固体成分为50质量%。将该混合液涂布在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上,使干燥厚度为3μm,在80℃的烘箱中干燥5分钟,由此形成作为第1绝缘性树脂层的前体层的光自由基聚合性树脂层。
接着,将平均粒径4μm的导电粒子(镀Ni/Au树脂粒子,AUL704,积水化学工业(株))以单层、方格状排列在所得光自由基聚合性树脂层的表面,使导电粒子间的最接近距离为4μm。
进一步自该导电粒子一侧对光自由基聚合性树脂层照射波长365nm、累计光量4000mJ/cm2的紫外线,由此形成在表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层。
用乙酸乙酯或甲苯将热固性树脂和聚合引发剂等制备混合液,使固体成分为50质量%。将该混合液涂布在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上,使干燥厚度为12μm,在80℃的烘箱中干燥5分钟,由此形第2绝缘性树脂层,同样地形成第3绝缘性树脂层。
将这样得到的第1绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层以使导电粒子为内侧的方式层合,由此得到了比较例1的各向异性导电膜。进一步在第1绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层的层合体的第2绝缘性树脂层的表面层合第3绝缘性树脂层,由此得到了实施例1-6的第1各向异性导电膜。
实施例7
各以累计光量2000mJ/cm2,自导电粒子一侧、和与导电粒子相反的一侧对光自由基聚合性树脂层进行紫外线照射,除此之外与实施例1同样进行,得到第1各向异性导电膜。
评价
使用实施例1-7和比较例1的第1各向异性导电膜,在180℃、80Mpa、5秒的条件下,将0.5×1.8×20.0mm大小的IC芯片(凸点尺寸30×85μm,凸点高度15μm,凸点间距50μm)安装在0.5×50×30mm大小的Corning Inc.制造的玻璃布线基板(1737F)上,得到连接结构体样品。
对于所得连接结构体样品,如以下说明,试验并评价“翘曲”、“初始导通性”、“导通可靠性”和“短路发生率”。结果如表1所示。
“翘曲”
对于连接体的翘曲,在未安装IC芯片一侧的玻璃基板表面,使用市售的三维测量仪 ((株)KEYENCE),测定相当于IC芯片背面侧的宽20mm的翘曲。
实际应用上优选翘曲低于15μm。
“初始导通性”
测定连接结构体样品的导通电阻,为0.5Ω以下时评价为OK,比0.5Ω大时评价为NG。
“导通可靠性”
与初始导通性同样地测定将连接结构体样品在85℃、85%RH的高温高湿环境下放置500小时后的导通电阻。从所连接的电子部件的实际应用上的导通稳定性方面考虑,该导通电阻为5Ω以下时评价为OK,比5Ω大时评价为NG。
“短路发生率”
准备7.5μm间隙的梳齿TEG图案的IC(外径1.5×13mm,厚度0.5mm,凸点(Bump)规格:镀金,高度15μm,尺寸25×140μm,凸点间间距7.5μm),作为短路发生率的评价用IC,将各实施例和比较例的各向异性导电膜挟持在短路发生率的评价用IC和与其对应的图案的玻璃基板之间,在与初始导通性同样的条件下加热加压,得到连接体。然后通过“短路发生数/7.5μm间隙总数”计算该连接体的短路发生率。短路发生率在实际应用上优选为100ppm以下,因此为100ppm以下时评价为OK,比100ppm大时评价为NG。
[表1]
由表1可知,实施例1-6的第1各向异性导电膜的翘曲低于15μm。实施例1-6的第1各向异性导电膜的初始导通性均为0.5Ω,导通可靠性均为4Ω,短路发生率均为50ppm,所有评价项目在实际应用上显示优选的结果。实施例7相对于实施例1,导通可靠性稍差,但实际应用上没有问题,翘曲、初始导通性、短路发生率与实施例1同样,显示了实际应用上优选的结果。
与此相对,比较例1的各向异性导电膜没有第3绝缘性树脂层,因此翘曲大。
实施例8-17(第2各向异性导电膜)
按照日本特许第4789738号实施例1的操作,制作实施例8-17的第2各向异性导电膜,该各向异性导电膜是导电粒子以单层排列,具有按照表2所示掺混(质量份)形成的第1绝缘性树脂层和中间绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层的各向异性导电膜,其中,导电粒子如图7A所示,穿透中间绝缘性树脂层。
具体来说,首先与实施例1同样,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层。
另一方面,按照表2所示掺混制备中间绝缘性树脂层用涂料,将其涂布在固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层上,由此形成中间绝缘性树脂层。
为了形成第2绝缘性树脂层,用乙酸乙酯或甲苯将热固性树脂和聚合引发剂等制备混合液,使固体成分为50质量%。将该混合液涂布在厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上,使干燥厚度为12μm,在80℃的烘箱中干燥5分钟,由此形成第2绝缘性树脂层。
将这样得到的固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层以使导电粒子为内侧的方式层合,由此得到了实施例8-17的第2各向异性导电膜。
实施例18
各以累计光量2000mJ/cm2,自导电粒子一侧、和与导电粒子相反的一侧对光自由基聚合性树脂层进行紫外线照射,除此之外与实施例9同样,得到第2各向异性导电膜。
实施例19
使中间绝缘性树脂层的厚度为5μm,除此之外与实施例9同样,得到第2各向异性导电膜。该第2各向异性导电膜中,导电粒子并未穿透中间绝缘性树脂层。
实施例20
使中间绝缘性树脂层的厚度为5μm,除此之外与实施例18同样,得到第2各向异性导电膜。该第2各向异性导电膜中,导电粒子并未穿透中间绝缘性树脂层。
评价
使用实施例8-20的第2各向异性导电膜,在180℃、80Mpa、5秒的条件下,将0.5×1.8×20.0mm大小的IC芯片(凸点尺寸30×85μm,凸点高度15μm,凸点间距50μm)安装在0.5×50×30mm大小的Corning Inc.制造的玻璃布线基板(1737F)上,得到连接结构体样品。
对于所得连接结构体样品和使用前述的比较例1的各向异性导电膜得到的连接结构体样品,如以下说明,试验并评价“安装粒子捕捉效率”、“初始导通性”、“导通可靠性”、“翘曲”和“短路发生率”
结果如表1所示。
“安装粒子捕捉效率”
通过下式求出“加热•加压后的连接结构体样品的凸点上实际捕捉的导电粒子数”相对于“加热•加压前的连接结构体样品的凸点上存在的导电粒子数”的比例(%),作为安装粒子捕捉效率。
加热加压前的连接结构体样品的凸点上存在的导电粒子数由各向异性导电连接的加热•加压前的各向异性导电膜的导电粒子的个数密度和凸点面积计算,加热加压后的连接结构体样品的凸点上存在的导电粒子数通过光学显微镜的观察求出。
实际应用上优选为50%以上。
安装粒子捕捉效率(%)={[加热加压后的凸点上的导电粒子数]/[加热加压前的凸点上的导电粒子数]}×100
“初始导通性”
与实施例1同样,测定连接结构体样品的导通电阻,为0.5Ω以下时评价为OK,比0.5Ω大时评价为NG。
“导通可靠性”
与实施例1同样,测定将连接结构体样品在85℃、85%RH的高温高湿环境下放置500小时后的导通电阻,为5Ω以下时评价为OK,比5Ω大时评价为NG。
“翘曲”
与实施例1同样,测定玻璃布线基板的翘曲。
“短路发生率”
与实施例1同样,计算短路发生率的评价用IC与玻璃基板的连接体的短路发生率,为100ppm以下时评价为OK,比100ppm大时评价为NG。
[表2]
由表2可知,实施例8-17的第2各向异性导电膜的安装粒子捕捉效率超过70%,翘曲低于15μm。实施例8-17的第2各向异性导电膜的初始导通性均为0.2Ω,导通可靠性均为4Ω,短路发生率均为50ppm,所有评价项目在实际应用上显示优选的结果。
实施例18、20的连接结构体相对于实施例9,安装粒子捕捉效率稍差,但实际应用上没有问题,初始导通性、导通可靠性、翘曲、短路发生率与实施例9同样,显示优选的结果。
实施例19的连接结构体中,通过显微镜观察,与凸点连接的导电粒子的形状与实施例9相比稍有不均匀,但安装粒子捕捉效率、初始导通性、导通可靠性、翘曲、短路发生率的所有评价项目均显示实际应用上优选的结果。
与此相对,比较例1的各向异性导电膜没有中间绝缘性树脂层,因此安装粒子捕捉效率低,翘曲也大。
产业实用性
本发明的第1各向异性导电膜和第2各向异性导电膜是将光自由基聚合性树脂层进行光自由基聚合得到的第1绝缘性树脂层,和由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层层合,导电粒子以单层配置在第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面,因此通过良好的导电粒子捕捉率显示优异的初始导通性、导通可靠性、绝缘性(低短路发生率)。
并且在第1各向异性导电膜中,在第2绝缘性树脂层上层合第3绝缘性树脂层,因此,将各向异性导电膜用于各向异性导电连接时的应力得到弛豫,通过各向异性导电连接得到的连接体中翘曲的发生得到抑制。另外,在第2各向异性导电膜中,在第1绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层之间,中间绝缘性树脂层以包围导电粒子的方式层合,因此施加于导电粒子的应力得到弛豫,各向异性导电连接时的导电粒子捕捉率进一步提高。
从而,本发明的第1各向异性导电膜和第2各向异性导电膜对于IC芯片等电子部件向布线基板的各向异性导电连接有用。电子部件的布线狭窄化不断进展,本发明在将狭窄化的电子部件进行各向异性导电连接时特别有用。
符号说明
1A 第1各向异性导电膜
1B第2各向异性导电膜
2 第1绝缘性树脂层
2a第1绝缘性树脂层的表面
2b第1绝缘性树脂层的表面
2X 在第1绝缘性树脂层中,在第2绝缘性树脂层一侧存在导电粒子的区域
2Y 在第1绝缘性树脂层中,不存在导电粒子的区域
3 第2绝缘性树脂层
4 第3绝缘性树脂层
5 层合体
6 中间绝缘性树脂层
10 导电粒子
20 光聚合性树脂层
30 剥离膜
31剥离膜

Claims (40)

1.各向异性导电膜,该各向异性导电膜是第1绝缘性树脂层、第2绝缘性树脂层、第3绝缘性树脂层依次层合而成,其中,
第1绝缘性树脂层由光聚合树脂形成,
第2绝缘性树脂层和第3绝缘性树脂层分别由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成,
其中,对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层,
各向异性导电连接用的导电粒子以单层配置于第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面,在第2绝缘性树脂层与第1绝缘性树脂层相反一侧的面层合第3绝缘性树脂层。
2.权利要求1所述的各向异性导电膜,其中,在第1绝缘性树脂层中,第2绝缘性树脂层一侧存在导电粒子的区域的固化率比第2绝缘性树脂层一侧不存在导电粒子的区域的固化率低。
3.权利要求1所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层是使含有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层进行光自由基聚合所得。
4.权利要求3所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层中残留有丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂。
5.权利要求1-4中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层含有丙烯酸酯化合物和热自由基聚合引发剂。
6.权利要求1-4中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂。
7.权利要求1-4中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第2绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
8.权利要求1-4中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第3绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
9.权利要求1-4中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第3绝缘性树脂层的厚度为第2绝缘性树脂层的厚度的1/2以下。
10.权利要求1所述的各向异性导电膜的制造方法,该制造方法具有以下的工序(A)-(D):
工序(A)
将导电粒子以单层配置于光聚合性树脂层上的工序;
工序(B)
对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层的工序;
工序(C)
在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层的工序;
工序(D)
在第2绝缘性树脂层的一个面上层合由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或者光自由基聚合性树脂形成的第3绝缘性树脂层的工序;且
在工序(C)之前或之后进行工序(D)。
11.权利要求10所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,在工序(B)中,自导电粒子一侧照射紫外线。
12.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂含有丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂。
13.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂含有热自由基聚合引发剂。
14.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂。
15.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,第2绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
16.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,第3绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
17.权利要求10或11所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,第3绝缘性树脂层的厚度为第2绝缘性树脂层的厚度的1/2以下。
18.连接结构体,该连接结构体是用权利要求1-9中任一项所述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件各向异性导电连接而成的。
19.各向异性导电膜,该各向异性导电膜是第1绝缘性树脂层、中间绝缘性树脂层和第2绝缘性树脂层依次层合而成,其中,
第1绝缘性树脂层由光聚合树脂形成,
第2绝缘性树脂层由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成,
中间绝缘性树脂层由不含有聚合引发剂的树脂形成,
其中,对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层,
各向异性导电连接用的导电粒子以单层配置于第1绝缘性树脂层的第2绝缘性树脂层一侧表面,该导电粒子与中间绝缘性树脂层接触。
20.权利要求19所述的各向异性导电膜,其中,中间绝缘性树脂层的厚度为导电粒子的粒径的1.2倍以下。
21.权利要求19所述的各向异性导电膜,其中,导电粒子贯穿中间绝缘性树脂层。
22.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,中间绝缘性树脂层含有填料。
23.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,中间绝缘性树脂层含有选自苯氧树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂和丙烯酸类树脂的至少一种。
24.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,在第1绝缘性树脂层中,第2绝缘性树脂层一侧存在导电粒子的区域的固化率比第2绝缘性树脂层一侧不存在导电粒子的区域的固化率低。
25.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层是使含有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层进行光自由基聚合所得。
26.权利要求25所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层中残留有丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂。
27.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层含有丙烯酸酯化合物和热自由基聚合引发剂。
28.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第1绝缘性树脂层含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂。
29.权利要求19-21中任一项所述的各向异性导电膜,其中,第2绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
30.权利要求19所述的各向异性导电膜的制造方法,该制造方法具有以下工序[A]-[D]:
工序[A]
将导电粒子以单层配置于光聚合性树脂层上的工序;
工序[B]
对配置了导电粒子的光聚合性树脂层照射紫外线,由此进行光聚合反应,形成表面固定有导电粒子的第1绝缘性树脂层的工序;
工序[C]
形成由热阳离子或热阴离子聚合性树脂、光阳离子或光阴离子聚合性树脂、热自由基聚合性树脂、或光自由基聚合性树脂形成的第2绝缘性树脂层的工序;
工序[D]
在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面形成由不含有聚合引发剂的树脂形成的中间绝缘性树脂层的工序;且
(i)在工序[B]之后进行工序[D],由此在第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面形成中间绝缘性树脂层,接着将该中间绝缘性树脂层和通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层层合,或者
(ii)在通过工序[C]形成的第2绝缘性树脂层上形成由不含有聚合引发剂的树脂形成的中间绝缘性树脂层,接着将该中间绝缘性树脂层层合在通过工序[B]形成的第1绝缘性树脂层的导电粒子一侧表面。
31.权利要求30所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,中间绝缘性树脂层的厚度为导电粒子的粒径的1.2倍以下。
32.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,中间绝缘性树脂层含有填料。
33.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,中间绝缘性树脂层含有选自苯氧树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂和丙烯酸类树脂的至少一种。
34.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,在工序(B)中,自导电粒子一侧对光聚合性树脂层照射紫外线。
35.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂含有丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引发剂。
36.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂进一步含有热自由基聚合引发剂。
37.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,形成第1绝缘性树脂层的光聚合性树脂含有环氧化合物、和光阳离子或光阴离子聚合引发剂。
38.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,第1绝缘性树脂层进一步含有热阳离子或热阴离子聚合引发剂。
39.权利要求30或31所述的各向异性导电膜的制造方法,其中,第2绝缘性树脂层由含有环氧化合物、和热阳离子或热阴离子聚合引发剂或者光阳离子或光阴离子聚合引发剂的聚合性树脂形成,或者由含有丙烯酸酯化合物、和热自由基或光自由基聚合引发剂的聚合性树脂形成。
40.连接结构体,该连接结构体是用权利要求19-29中任一项所述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件各向异性导电连接而成的。
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