CN106104930A - 各向异性导电膜及其制备方法 - Google Patents

各向异性导电膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106104930A
CN106104930A CN201580015143.2A CN201580015143A CN106104930A CN 106104930 A CN106104930 A CN 106104930A CN 201580015143 A CN201580015143 A CN 201580015143A CN 106104930 A CN106104930 A CN 106104930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conducting particles
anisotropic conductive
conductive film
insulating
insulating packing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201580015143.2A
Other languages
English (en)
Inventor
五十岚智
西村淳
西村淳一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
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 Corp filed Critical Dexerials Corp
Publication of CN106104930A publication Critical patent/CN106104930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/007Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for elastomeric connecting elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

各向异性导电膜具有:绝缘性粘合剂层、在该绝缘性粘合剂层的一面上以规则性图案排列的导电粒子、和在该绝缘性粘合剂层的一面上层叠的绝缘性粘接层。在各向异性导电膜的该绝缘性粘合剂层上,绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列。该各向异性导电膜可以通过使用具有开口的转印型使导电粒子和绝缘填料以规则性图案排列来制备,各向异性导电连接时,不会增大连接电阻,抑制导电粒子的连接,从而可以大幅抑制短路的发生。

Description

各向异性导电膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及各向异性导电膜及其制备方法。
背景技术
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,从适用于高密度安装的观点出发,以导通可靠性或绝缘性的提高、粒子捕捉效率的提高、制备成本的降低等为目的,有人提出了将各向异性导电连接用的导电粒子以单层且正方格子等规则性图案排列于绝缘性粘接层上而得的各向异性导电膜(专利文献1)。
该各向异性导电膜如下制作。即,首先,使导电粒子保持在以规则性图案形成的具有开口的转印型的该开口内,从其上压合形成有转印用粘着层的粘着膜,使导电粒子一次转印到粘着层上。其次,对于附着于粘着层上的导电粒子,压合成为各向异性导电膜的构成因素的高分子膜,进行加热加压,由此使导电粒子二次转印到高分子膜表面。其次,在二次转印有导电粒子的高分子膜的导电粒子一侧表面上,形成粘接层以包覆导电粒子,由此制作各向异性导电膜。另外,为了缩短制备工序,还尝试了不使用粘着层而使导电粒子直接转贴到高分子膜上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2010-33793号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
但是,使用具有开口的转印型而制作的专利文献1的各向异性导电膜的情形,存在下述的问题:虽然导电粒子以规则性图案按照规定间隔排列,但各向异性导电连接时,导电粒子预想以上地流动,因此多数的导电粒子彼此连接成线状,短路的发生率提高。
另外,各向异性导电连接时,存在以超过各向异性导电膜的设计压力的压力进行模压的情形,此时,导电粒子被过度压溃而破碎,还存在无法获得原本的导通性能的问题。该导电粒子的过度压溃的问题,特别是,在将柔韧印刷布线基板的电极端子与玻璃基板的电极端子连接时产生。
针对这样的问题,虽然考虑到在各向异性导电膜中使比导电粒子小的绝缘填料分散,但仅使绝缘填料无规地分散时,将导电粒子和绝缘填料各向异性导电连接时,在压入方向上叠加,由此可能存在增大连接电阻值或降低导通可靠性的问题。
本发明的目的是解决以上的现有技术的问题点,在使用具有开口的转印型使导电粒子以规则性图案排列而制作的各向异性导电膜中,各向异性导电连接时,不会增大连接电阻,抑制导电粒子的连接,进而大幅抑制短路的发生,而且解除因导电粒子的过度压溃而导致的导通不良。
用于解决课题的手段
本发明人发现,对于以规则性图案排列有导电粒子的绝缘性粘合剂层,通过使绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列,可以实现上述的目的,从而完成了本发明。
即,本发明提供各向异性导电膜,所述各向异性导电膜具有:绝缘性粘合剂层、在该绝缘性粘合剂层的一面上以规则性图案排列的导电粒子、和在该绝缘性粘合剂层的一面上层叠的绝缘性粘接层,
其中,在绝缘性粘合剂层上,绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列。
另外,本发明提供具有以下工序(A)~(D)的各向异性导电膜的制备方法。
工序(A)
在设置有第1开口和第2开口的转印型的该第1开口内配置导电粒子、第2开口内配置绝缘填料的工序,所述第1开口为用于收容导电粒子的开口,且形成有规则性图案,所述第2开口为用于收容绝缘填料的开口,且形成有与第1开口不叠加的规则性图案。
工序(B)
在配置有导电粒子和绝缘填料的一侧的转印型的表面上,使形成于剥离膜上的绝缘性粘合剂层对置(対向)的工序。
工序(C)
从剥离膜一侧对绝缘性粘合剂层施加压力,将绝缘性粘合剂层压入第1和第2开口内、且使导电粒子和绝缘填料转贴到绝缘性粘合剂层的一面上的工序。
工序(D)
在转贴有导电粒子和绝缘填料的绝缘性粘合剂层的一面上层叠绝缘性粘接层的工序。
另外,本发明提供连接构造体,所述连接构造体是通过上述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件进行各向异性导电连接而成。
并且,本发明提供通过上述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件进行各向异性导电连接的连接方法,
所述连接方法是:对于第2电子部件,将各向异性导电膜从绝缘性粘接层一侧假贴合,对于假贴合的各向异性导电膜,搭载第1电子部件,从第1电子部件一侧进行热胶合。
发明效果
本发明的各向异性导电膜具有:绝缘性粘合剂层、在该绝缘性粘合剂层的一面上以规则性图案排列的导电粒子、和在该绝缘性粘合剂层的一面上层叠的绝缘性粘接层,在该绝缘性粘合剂层上,绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列。因此,不会增大连接电阻值,抑制导电粒子彼此连接,从而可以大幅抑制短路的发生。另外,各向异性导电连接时,在凸点(Bump)上可以抑制导电粒子发生破碎。
附图说明
图1是本发明的各向异性导电膜的截面图。
图2是导电粒子与绝缘填料的规则性图案的排列例子。
图3是导电粒子与绝缘填料的规则性图案的排列例子。
图4是导电粒子与绝缘填料的规则性图案的排列例子。
图5是导电粒子与绝缘填料的规则性图案的排列例子。
图6是导电粒子与绝缘填料的规则性图案的排列例子。
图7A是本发明的各向异性导电膜的制备工序(A)的说明图。
图7B是本发明的各向异性导电膜的制备工序(B)的说明图。
图7C是本发明的各向异性导电膜的制备工序(C)的说明图。
图7D是本发明的各向异性导电膜的制备工序(D)的说明图。
图7E是本发明的各向异性导电膜的制备工序(D)的说明图。
具体实施方式
以下,详细地说明本发明的各向异性导电膜。需要说明的是,各图中,相同符号表示相同或相等的构成因素。
<<各向异性导电膜>>
如图1所示,本发明的各向异性导电膜100具有:绝缘性粘合剂层1、在绝缘性粘合剂层1的一面上以规则性图案排列的导电粒子2、和在绝缘性粘合剂层1的一面上层叠的绝缘性粘接层3。在该绝缘性粘合剂层1上,绝缘填料4以与导电粒子2不叠加的规则性图案排列。导电粒子2和绝缘填料4可以包含在绝缘性粘合剂层1的内部,在通过后述的各向异性导电膜的制备方法制备各向异性导电膜100时,作为在工序(C)中使转印型内的导电粒子2和绝缘填料4转贴到绝缘性粘合剂时避免过度的转印压的结果,如图1所示,优选偏在于一面。
<<导电粒子>>
作为导电粒子2,可以从以往公知的用于各向异性导电膜的导电粒子中适宜选择使用。例如可以举出:镍、钴、银、铜、金、钯等金属粒子,金属包覆树脂粒子等。也可以并用2种以上。
导电粒子的优选硬度根据各向异性导电连接的基板或端子的种类而不同,将FPC(Flexible Printed Circuits,柔性印制电路)和玻璃基板各向异性导电连接时(FOG),优选20%形变时的压缩硬度(K值)为1500~4000N/mm2的较柔软的粒子,将FPC和FPC各向异性导电连接时(FOF),也优选20%形变时的压缩硬度(K值)为1500~4000/mm2的较柔软的粒子,将IC芯片和玻璃基板各向异性导电连接时,优选20%形变时的压缩硬度(K值)为3000~8000N/mm2的较硬的粒子。另外,不依据材质而在布线表面形成氧化膜的电子部件的情形,优选20%形变时的压缩硬度(K值)为8000N/mm2以上更硬的粒子。
在此,20%形变时的压缩硬度(K值)是指,通过将导电粒子在一个方向上载荷、进行压缩,利用下式(1)由导电粒子的粒径与原有粒径相比缩短20%时的载荷而算出的数值,K值越小,成为越柔软的粒子。
(式中,F:导电粒子的20%压缩形变时的载荷
S:压缩位移(mm)
R:导电粒子的半径(mm))
作为导电粒子2的平均粒径,使之能够对应于布线高度的偏差,而且为了抑制导通电阻的升高、且抑制短路的发生,优选为1μm以上且10μm以下、更优选为2μm以上且6μm以下。平均粒径可以通过一般的粒度分布测定装置进行测定。
为了抑制导电粒子捕捉效率的降低、且抑制短路的发生,导电粒子2在绝缘性粘合剂层1中的存在量优选每1平方mm为50个以上且40000个以下、更优选每1平方mm为200个以上且20000个以下。
<导电粒子2的规则性图案>
作为导电粒子2的排列状态的规则性图案是指,从各向异性导电膜100的表面透视导电粒子2时,能够识别的导电粒子2存在于长方形格子、正方格子、六方格子、菱形格子等格子点的排列。构成这些格子的虚拟线不仅可以是直线,还可以是曲线、屈曲线。
相对于全导电粒子2的、以规则性图案排列的导电粒子2的比例是,以导电粒子数基准计为了各向异性连接的稳定化优选为90%以上。该比例的测定可以利用光学显微镜等来进行。
另外,导电粒子2的粒子间距离为导电粒子2的平均粒径的优选0.5倍以上、更优选1倍以上且5倍以下。
<<绝缘填料>>
绝缘填料4可以从以往公知的用于各向异性导电膜的绝缘填料中适宜选择使用。例如可以举出:树脂粒子或、氧化铝、氧化钛、氧化锌等的金属氧化物粒子等。另外,其形状可以举出:球状、椭圆球状、扁平状、柱状、针状等,但优选球状。
<绝缘填料的硬度和粒径>
关于绝缘填料4的优选硬度,绝缘填料4的粒径小于导电粒子2时,优选比导电粒子硬以在各向异性导电连接时的模压时能够防止导电粒子2过度压溃而破碎,但绝缘填料4的粒径大于导电粒子2时,绝缘填料4的硬度可以为导电粒子2的硬度以下、优选为不足导电粒子2的硬度。并且,绝缘填料4的优选硬度,根据各向异性导电连接的电子部件的硬度或加热加压条件而不同。因此,绝缘填料4的大小和硬度,优选根据各向异性导电连接的电子部件的组合、连接时的加热加压条件、和导电粒子的大小和硬度进行适宜设计。
即,绝缘填料4比导电粒子2柔软时,绝缘填料4的平均粒径可以小于导电粒子2的平均粒径,也可以为导电粒子2的平均粒径以上。另一方面,绝缘填料4比导电粒子2硬时,优选绝缘填料4的平均粒径小于导电粒子2的平均粒径。在此,绝缘填料4相对于导电粒子2的相对硬度,可以通过对比压缩形变时的压缩硬度(K值)或施加规定压时的压溃率进行判断。另外,硬度相同时,优选绝缘填料小于导电粒径。
并且,在绝缘填料4的平均粒径小于导电粒子2的平均粒径时,从在布线与凸点之间抑制导电粒子2的过度压入或破碎发生、而且抑制导电粒子2的过度流动、且实现适于导电粒子2的连接的压入的角度考虑,绝缘填料4的优选平均粒径为0.3μm以上且7μm以下、更优选0.9μm以上且4.2μm以下。平均粒径可以通过一般的粒度分布测定装置进行测定。
特别是,为了各向异性导电连接时可以良好压入导电粒子2、抑制绝缘填料4过度地附着于布线或凸点,无论绝缘填料4相对于导电粒子2的硬度的硬软如何,均优选绝缘填料4的平均粒径为导电粒子2的平均粒径的75%以下,优选为30%以上且70%以下。另外,在绝缘填料4和导电粒子2为同等程度地充分柔软时,优选绝缘填料4的平均粒径为导电粒子2的平均粒径的120%以下。由此,使导电粒子2还有绝缘填料4在凸点与布线之间夹持,也使凸点附近的导热性良好。即,进行各向异性导电连接时,连接部难以停留不必要的热,也赋予导通可靠性。
<形成绝缘填料的树脂>
由树脂粒子形成绝缘填料时,作为将绝缘填料的硬度根据导电粒子的硬度或粒径等进行调制来制备的方法,优选使用压缩形变优异的塑料材料来制备形成绝缘填料的树脂粒子。作为这样的塑料材料,例如可以利用(甲基)丙烯酸酯类树脂,聚苯乙烯类树脂,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚树脂、氨基甲酸乙酯类树脂、环氧类树脂、酚醛树脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂、苯并胍胺树脂、二乙烯基苯类树脂、苯乙烯类树脂、聚酯树脂等形成。
其中,(甲基)丙烯酸酯类树脂优选为:(甲基)丙烯酸酯类单体、与进一步根据必要可以与该单体共聚的具有反应性双键的化合物和二官能或多官能性单体的共聚物。
作为(甲基)丙烯酸酯类单体的例子,可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、十八烷基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-丙基(甲基)丙烯酸酯、氯-2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯,二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烷基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、和异佛尔酮基(甲基)丙烯酸酯等。
另一方面,聚苯乙烯类树脂优选为:苯乙烯类单体、与进一步根据必要可以与该单体共聚的具有反应性双键的化合物和二官能或多官能性单体的共聚物。
作为苯乙烯类单体,可以举出:苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、三乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯、和辛基苯乙烯等的烷基苯乙烯;氟苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯、和氯甲基苯乙烯等的卤代苯乙烯;以及,硝基苯乙烯、乙酰基苯乙烯、和甲氧基苯乙烯。
绝缘填料可以通过上述的(甲基)丙烯酸酯类树脂或苯乙烯类树脂的单独形成,可以是形成它们的单体的共聚物,可以是包含(甲基)丙烯酸酯类树脂和苯乙烯类树脂的组合物。
使形成(甲基)丙烯酸酯类树脂的单体和形成苯乙烯类树脂的单体共聚时,根据需要,可以使能共聚的其它单体共聚。
作为这样的其它单体的例子,可以举出:乙烯基类单体、不饱和羧酸单体。
另外,作为(甲基)丙烯酸酯类树脂与其它化合物的聚合物的例子,可以举出:氨基甲酸乙酯化合物与丙烯酸酯类单体的聚合物。在此,作为氨基甲酸乙酯化合物,可以使用多官能氨基甲酸乙酯丙烯酸酯,例如可以使用2官能氨基甲酸乙酯丙烯酸酯等。在氨基甲酸乙酯化合物与丙烯酸酯类单体的聚合物的制备中,优选相对于100重量份丙烯酸酯类单体,使氨基甲酸乙酯化合物含有5重量份以上,更优选使氨基甲酸乙酯化合物含有25重量份以上。
需要说明的是,本发明中(甲基)丙烯酸酯类的单体是指,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的二者。另外,在本发明的单体中,只要是通过加热或紫外线照射等进行聚合的单体即可,还包含2个以上单体的聚合物即低聚物。
<绝缘填料的存在量>
为了保持连接状态、将连接部附近发生的热进行散热而使之稳定化、且抑制短路发生,绝缘填料4在绝缘性粘合剂层1中的存在量优选每1平方mm为10个以上且800000个以下、更优选每1平方mm为20个以上且400000个以下。
<绝缘填料4的规则性图案的排列>
作为绝缘填料4的排列状态的规则性图案是指,与导电粒子2同样,从各向异性导电膜100的表面透视绝缘填料4时,能够识别的绝缘填料4存在于长方形格子、正方格子、六方格子、菱形格子等格子点的排列。构成这些格子的虚拟线不仅可以是直线,还可以是曲线、屈曲线。
另外,绝缘填料4的规则性图案获取与导电粒子2不叠加的配置。需要说明的是,各向异性导电膜中导电粒子2的规则性图案和绝缘填料4的规则性图案不叠加是指,这些规则性图案所配置的导电粒子2的重心和绝缘填料4的重心在各向异性导电膜的厚度方向不叠加,只要重心不叠加即可,导电粒子和绝缘填料在各向异性导电膜的厚度方向可以部分地叠加。即,导电粒子2和绝缘填料4在面视野中完全不叠加,这在可以良好地进行各向异性连接方面优选。但是,在各向异性导电膜的整个面上要求不叠加时,成为制备上的收率恶化、成本增加的原因。另一方面,即使部分地叠加,只要重心不叠加,由于至少导电粒子2通常为球形,因此通过压入时的树脂流动而横向错位,不会阻碍各向异性连接。
相对于全绝缘填料4的、以规则性图案排列的绝缘填料4的比例是,以绝缘填料数基准计为了避免连接时的各向异性连接不良优选为90%以上。
该比例的测定可以利用光学显微镜等来进行。
<导电粒子和绝缘填料的规则性图案的排列例子>
作为本发明的各向异性导电膜中的导电粒子和绝缘填料的规则性图案的例子,可以举出:导电粒子和绝缘填料的规则性图案为同种的格子排列,它们的格子间距相同的方式(图2和图3),为同种的格子排列,它们的格子间距不同的方式(图4和图5),为同种的格子排列,它们的格子方向不同的方式(图4),为异种的格子排列的方式(图6)等,更具体而言,可以举出:(i) 绝缘填料在排列成规则性图案的导电粒子中的至少膜长度方向上排列的导电粒子的粒子间排列的方式(参见图2)、(ii) 绝缘填料在排列成规则性图案的导电粒子中的至少与膜长度方向垂直的方向上排列的导电粒子的粒子间排列的方式(参见图3)、(iii) 绝缘填料分别在排列成规则性图案的导电粒子中的膜长度方向上排列的导电粒子的粒子间、以及与膜长度方向垂直的方向上排列的导电粒子的粒子间排列的方式(参见图4)、(iv) 具有与导电粒子的排列相同方向上排列的绝缘填料,在该排列方向中,相比导电粒子间的距离,绝缘填料间的距离大的方式(参见图5)、(v) 具有与导电粒子的排列相同方向上排列的绝缘填料,在该排列方向中,相比导电粒子间的距离,绝缘填料间的距离小的方式(参见图6)等。
在这些(i)~(v)的方式中,位于导电粒子间的绝缘填料4在膜的长度方向上排列时(绝缘填料在膜长度方向上排列的导电粒子的粒子间配置时),获得可以抑制导电粒子的凸点间的接触的效果。另外,位于导电粒子间的绝缘填料4在与膜的长度方向垂直的方向上排列时(绝缘填料在与膜长度方向垂直的方向上排列的导电粒子的粒子间配置时),绝缘填料容易与导电粒子夹持在相同的凸点中,获得可以使在凸点内的导电粒子的压入程度均匀的效果。
另外,位于导电粒子间的绝缘填料4的个数不限于1个,根据导电粒子间距离也存在多个。其个数可以根据凸点的设计任意地变更。
另外,绝缘填料4能够以较导电粒子2宽的间隔设置。这是由于:从通过绝缘填料4来防止短路的角度考虑,只要绝缘填料存在于凸点间距离的方向上排列的导电粒子的粒子间,与该方向的导电粒子的格子间距相比,绝缘填料的格子间距即使宽也可以期待短路防止的效果。需要说明的是,为了压入的均匀性,在凸点上夹持的绝缘填料4优选2个以上、更优选3个以上。
在构成导电粒子2的规则性图案的排列中,优选将任意的导电粒子和位于自该任意的导电粒子最近距离的导电粒子通过的方向的排列(即,导电粒子的最短间距的排列)作为各向异性导电膜的长度方向、或者与和各向异性导电膜的长度方向垂直的方向平行或略平行,更优选各向异性导电膜的长度方向、或与垂直于长度方向的方向斜交的方向。这是由于:通常,各向异性导电连接的端子的长度方向与垂直于各向异性导电膜的长度方向的方向相符(一致),因此将膜与基板等进行贴合时,导电粒子与端子的膜的长度方向的错位容易大于垂直于其的方向的错位。因此,在导电粒子或绝缘填料的排列存在于端子的宽度方向(膜的长度方向)的边缘部时,由于可以防止各向异性连接时捕捉变难的情形,因此优选导电粒子的最短间距的排列方向与膜的长度方向相符、或与膜的长度方向和垂直于其的方向斜交的方向。
其次,参见图2~4,对导电粒子和绝缘填料的规则性图案的例子进行进一步详细地说明。图中,箭头是指各向异性导电膜的制备时的长度方向,用虚线围起来的矩形B是指各向异性导电连接时所假想的凸点位置的一个例子。
图2是指:导电粒子2的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料4的规则性图案为正方格子图案,这些格子间距相等,导电粒子2和绝缘填料4交替地配置于各向异性导电膜的长度方向(图中箭头方向)的方式。
图3是指:导电粒子2的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料4的规则性图案为正方格子图案,这些格子间距相等、导电粒子2和绝缘填料4交替地配置于与各向异性导电膜的长度方向(图中箭头方向)垂直的方向的方式。
图4是指:导电粒子2的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料4的规则性图案也为正方格子图案,但这些格子方向为45°错位,导电粒子2的格子间距和绝缘填料4的格子的对角方向的间距相等的方式。该方式是指:绝缘填料4、导电粒子2均为正方格子且这些格子间距也相等,但绝缘填料的正方格子图案位于相对于绝缘填料的正方格子图案在格子方向上半间距错位的位置,且绝缘填料存在于绝缘填料的正方格子图案的单元格子面的面心,由此绝缘填料的规则性图案看到面心正方格子图案的方式。
<绝缘性粘合剂层1>
构成本发明的各向异性导电膜100的绝缘性粘合剂层1是担负着将导电粒子2或绝缘填料4固定于该膜100的功能的树脂层,可以适宜采用公知的各向异性导电性膜中使用的绝缘性树脂层的构成。例如,通过使热或光阳离子、阴离子或自由基聚合性树脂等的热或光聚合性树脂以优选聚合率为50%以上且100%以下进行聚合,可以将导电粒子或绝缘填料固定。另外,由于进行了聚合,因此在各向异性导电连接时即使加热,树脂也难以流动,所以也可以使安装粒子捕捉效率提高,且可以大幅抑制短路的发生。因此,可以提高基板的电极与凸点的导通可靠性、和基板的电极间或凸点间的绝缘性。特别是,优选的绝缘性粘合剂层1是使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层进行光自由基聚合而得的光自由基聚合树脂层。以下,对于绝缘性粘合剂层1为光自由基聚合树脂层的情形进行说明。
(丙烯酸酯化合物)
作为变成丙烯酸酯单元的丙烯酸酯化合物,可以使用以往公知的光自由基聚合性丙烯酸酯。例如,可以使用单官能(甲基)丙烯酸酯(这里,(甲基)丙烯酸酯中包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、二官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯。本发明中,为了使绝缘性粘合剂层1为热固化性,优选丙烯类单体的至少一部分使用多官能(甲基)丙烯酸酯。
关于绝缘性粘合剂层1中的丙烯酸酯化合物的含量,若过少,则各向异性导电连接时难以将导电粒子2或绝缘填料4固定于绝缘性粘合剂层1上而使它们在溶融的树脂中不流动,若过多,则存在固化收缩大而操作性降低的倾向,因此优选为2质量%以上且70质量%以下、更优选为10质量%以上且50质量%以下。
(光自由基聚合引发剂)
作为光自由基聚合引发剂,可以从公知的光自由基聚合引发剂中适宜选择使用。例如可以举出:苯乙酮类光聚合引发剂、苯甲基缩酮类光聚合引发剂、磷类光聚合引发剂等。
关于光自由基聚合引发剂的使用量,相对于丙烯酸酯化合物100质量份,若过少,则光自由基聚合无法充分地进行,若过多,则成为刚性降低的原因,因此优选为0.1质量份以上且25质量份以下、更优选为0.5质量份以上且15质量份以下。
在绝缘性粘合剂层1中,根据需要,可以并用苯氧基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、氨基甲酸乙酯树脂、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。后述的绝缘性粘接层3中也可以同样地并用。
关于绝缘性粘合剂层1的厚度,若过薄,则存在安装导电粒子捕捉效率降低的倾向,若过厚,则存在导通电阻变高的倾向,因此优选为1.0μm以上且6.0μm以下、更优选为2.0μm以上且5.0μm以下。
在绝缘性粘合剂层1中还可以进一步含有环氧化合物和热或光阳离子或阴离子聚合引发剂。此时,如后所述,还优选将绝缘性粘接层3制成含有环氧化合物和热或光阳离子或阴离子聚合引发剂的热或光阳离子或阴离子聚合性树脂层。由此,可以提高层间剥离强度。关于环氧化合物和热或光阳离子或阴离子聚合引发剂,在绝缘性粘接层3中进行说明。
如图1所示,优选固定于绝缘性粘合剂层1的导电粒子2陷入绝缘性粘接层3中(换言之,导电粒子2在绝缘性粘合剂层1的表面上露出)。这是由于:若导电粒子全部埋入绝缘性粘合剂层中,则有导通电阻变高之虞。关于陷入的程度,若过小,则存在安装导电粒子捕捉效率降低的倾向,若过大,则存在导通电阻变高的倾向,因此优选为导电粒子的平均粒径的10%以上且90%以下、更优选为20%以上且80%以下。
绝缘性粘合剂层1的形成可以如下进行:例如,在含有光自由基聚合性丙烯酸酯和光自由基聚合引发剂的光自由基聚合性树脂层上,通过膜转印法、模具转印法、喷墨法、静电附着法等方法,使导电粒子和绝缘填料附着,从导电粒子侧、其相反侧、或者两侧照射紫外线。
<绝缘性粘接层3>
绝缘性粘接层3是担负着在各向异性导电连接时使对置的电子部件彼此连接或粘接的功能的树脂层。可以适宜采用公知的各向异性导电性膜中使用的绝缘性树脂层的构成,优选由热或光阳离子、阴离子或自由基聚合性树脂层、优选含有环氧化合物和热或光阳离子或阴离子聚合引发剂的热或光阳离子或阴离子聚合性树脂层、或者含有丙烯酸酯化合物和热或光自由基聚合引发剂的热或光自由基聚合性树脂层形成。
在此,由光聚合树脂层形成上述的绝缘性粘合剂层1时由热聚合性树脂层形成绝缘性粘接层3,这是由于不会因形成绝缘性粘合剂层1时的紫外线照射而产生绝缘性粘接层3的聚合反应,因此在生产的简便性和品质稳定性方面优选。
绝缘性粘接层3为热或光阳离子或阴离子聚合性树脂层时,可以进一步含有丙烯酸酯化合物和热或光自由基聚合引发剂。由此可以提高与绝缘性粘合剂层1的层间剥离强度。
(环氧化合物)
绝缘性粘接层3是含有环氧化合物和热或光阳离子或阴离子聚合引发剂的热或光阳离子或阴离子聚合性树脂层时,作为环氧化合物,可以优选举出:在分子内具有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引发剂,例如,可以使用通过热使阳离子聚合性化合物进行阳离子聚合而产生得到的酸的公知的碘鎓盐、硫鎓盐、磷鎓盐、二茂铁类等,可以优选使用对温度显示良好的潜在性的芳香族硫鎓盐。
关于热阳离子聚合引发剂的混合量,若过少,则存在固化不良的倾向,若过多,则存在制品寿命降低的倾向,因此,相对于环氧化合物100质量份,优选为2质量份以上且60质量份以下、更优选为5质量份以上且40质量份以下。
(热阴离子聚合引发剂)
作为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引发剂,例如,可以使用通过热使阴离子聚合性化合物进行阴离子聚合而产生得到的碱的公知的脂肪族胺类化合物、芳香族胺类化合物、二级或三级胺类化合物、咪唑类化合物、聚硫醇类化合物、三氟化硼-胺络合物、双氰胺、有机酰肼等,可以优选使用对温度显示良好的潜在性的胶囊化咪唑类化合物。
关于热阴离子聚合引发剂的混合量,若过少,则存在固化不良的倾向,若过多,则存在制品寿命降低的倾向,因此,相对于环氧化合物100质量份,优选为2质量份以上且60质量份以下、更优选为5质量份以上且40质量份以下。
(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,可以适宜使用公知的引发剂。
(丙烯酸酯化合物)
绝缘性粘接层3是含有丙烯酸酯化合物和热或光自由基聚合引发剂的热或光自由基聚合性树脂层时,作为丙烯酸酯化合物,可以从关于绝缘性粘合剂层1说明的那些中适宜选择使用。
(热自由基聚合引发剂)
另外,作为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,但可以优选使用不发生成为气泡原因的氮的有机过氧化物。
关于热自由基聚合引发剂的使用量,若过少,则固化不良,若过多,则制品寿命降低,因此,相对于丙烯酸酯化合物100质量份,优选为2质量份以上且60质量份以下、更优选为5质量份以上且40质量份以下。
(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。
关于光自由基聚合引发剂的使用量,若过少,则固化不良,若过多,则制品寿命降低,因此,相对于丙烯酸酯化合物100质量份,优选为2质量份以上且60质量份以下、更优选为5质量份以上且40质量份以下。
需要说明的是,绝缘性粘合剂层1的另一面上可以层叠另外的绝缘性粘接层。由此,可以获得使更精细地控制层整体的流动性成为可能的效果。在此,作为另外的绝缘性粘接层,也可以使其与上述的绝缘性粘接层3为相同结构。
<<各向异性导电膜的制备方法>>
其次,说明本发明的各向异性导电膜的制备方法的一个例子。该制备方法具有以下工序(A)~(D)。对以下的每一工序进行说明。
<工序(A)>
如图7A所示,在设置有第1开口51和第2开口52的转印型50的该第1开口51内配置导电粒子2、第2开口52内配置绝缘填料4,所述第1开口51是用于收容导电粒子2的开口、形成有规则性图案,所述第2开口52是用于收容绝缘填料4的开口、形成有规则性图案、且使其与第1开口51不叠加进行配置。
在此,在绝缘填料4的粒径小于导电粒子2的粒径、第1开口51的开口径小于第2开口52的开口径时,将导电粒子2配置于第1开口51内,接着,将绝缘填料4配置于第2开口52内。此时,存在收容有导电粒子2的第1开口51内混入绝缘填料4的情形,但只要不损及本发明的效果,这样的情形也不从本发明的范围中排除。
另外,关于导电粒子2和绝缘填料4,在膜的厚度方向上,优选使绝缘填料4的重心和导电粒子2的重心在各向异性导电膜的厚度方向(各向异性导电连接时的压入方向)不重叠。换言之,关于绝缘填料4和导电粒子2,只要在各向异性导电膜的膜厚方向上它们的重心不重叠,其它部分可以重复。这是由于:若导电粒子的重心和绝缘填料的重心重叠,则有产生阻碍各向异性连接之虞,但只要绝缘填料4的重心和导电粒子2的重心在压入方向上不重叠,由于导电粒子2的形状通常为近球形,因此通过各向异性导电连接时的加热,绝缘填料4与粘合剂树脂和绝缘性粘接层一同可以流动到不阻碍各向异性导电连接的位置。
即,这是由于:由于导电粒子2的形状通常为近球形,因此只要与导电粒子部分重叠的绝缘填料不连续多个存在,在凸点间连接时来自挤压工具的压力难以成为不均匀,作为结果在流动时绝缘填料4自导电粒子2脱离而不重复。与导电粒子2部分重复的绝缘填料4在排列的相同方向上连续存在的个数,优选为6个以下、更优选为5个以下、进一步优选为4个以下,在实际应用上没有问题。
(转印型)
作为转印型50,例如,对于硅胶、各种陶瓷、玻璃、不锈钢等的金属等的无机材料或、各种树脂等的有机材料等,通过光刻法等公知的开口形成方法形成开口的转印型。这样的转印型50可以获取板状、辊状等的形状。
作为转印型50的第1开口51以及第2开口52的形状,可以分别示例:圆柱状、四棱柱等的多棱柱状、四棱锥等的棱锥状等。
作为第1开口51以及第2开口52的排列,优选制成分别对应于导电粒子2以及绝缘填料4的规则性图案的排列。
需要说明的是,转印型50的第1开口51以及第2开口52的直径和深度可以利用激光显微镜进行测定。在此,开口为圆柱时,将最深部作为深度。
作为转印型50的在第1开口51内收容导电粒子2的方法以及在第2开口52内收容绝缘填料4的方法,没有特别限定,可以采用公知的方法。例如,将干燥的导电粒子粉末或使其分散于溶剂中而得的分散液散布或涂布于转印型50的开口形成面上之后,可以使用刷子或刮板等涂抹开口形成面的表面。
(第1开口)
关于第1开口51的直径(第1开口径)51a与导电粒子2的平均粒径之比(=第1开口径/导电粒子平均径),从导电粒子的收容容易度、绝缘性树脂的压入容易度、绝缘填料的附着防止等的平衡角度考虑,优选为1.1以上且2.0以下、更优选为1.2以上且1.8以下、特别优选为1.3以上且1.7以下。
另外,关于导电粒子2的平均粒径与第1开口51的深度(第1开口深度)51b之比(=导电粒子平均径/第1开口深度),从转印性提高、导电粒子保持性、绝缘填料的附着防止等的平衡角度考虑,优选为0.4以上且3.0以下、更优选为0.5以上且1.5以下。为不足1时,推定绝缘填料附着于导电粒子上,但由于导电粒子通常为球形,因此彼此的重心难以重叠。为1以上时,在填充导电粒子后的第1开口内,间隙少,因此难以产生导电粒子与绝缘填料的附着。
需要说明的是,优选第1开口51的基底侧的底部直径(第1开口底部径)51c相对于第1开口径51a为同等以上。关于第1开口底部径51c与导电粒子2的平均粒径之比(=第1开口基底部径/导电粒子平均粒径),从导电粒子的收容容易度、绝缘性树脂的压入容易度、绝缘填料的附着防止等的平衡角度考虑,导电粒子的平均粒径优选为1.1以上且2.0以下、更优选为1.2以上且1.7以下、特别优选为1.3以上且1.6以下。
(第2开口)
另一方面,关于第2开口52的直径(第2开口径)52a与绝缘填料4的平均粒径之比(=第2开口径/绝缘填料平均粒径),从绝缘填料的收容容易度、绝缘性树脂的压入容易度等的平衡角度考虑,也优选为1.1以上且2.0以下、更优选为1.3以上且1.8以下。
另外,关于绝缘填料4的平均粒径与第2开口52的深度(第2开口深度)52b之比(=绝缘填料平均粒径/第2开口深度),从转印性提高与绝缘填料保持性的平衡角度考虑,也优选为0.4以上且3.0以下、更优选为0.5以上且1.5以下。
需要说明的是,关于第2开口52的基底侧的底部直径(第2开口底部径)52c与导电粒子2的平均粒径之比(=第2开口基底部径/导电粒子平均粒径),从绝缘填料的收容容易度、绝缘性树脂的压入容易度等的平衡角度考虑,绝缘填料的平均粒径的优选为1.1以上且2.0以下、更优选为1.2以上且1.7以下、特别优选为1.3以上且1.6以下。
<工序(B)>
工序(B)
其次,如图7B所示,在配置有导电粒子2和绝缘填料4一侧的转印型50的表面上,使形成于剥离膜60上的绝缘性粘合剂层1对置。
<工序(C)>
其次,如图7C所示,从剥离膜60一侧对绝缘性粘合剂层1施加压力,将绝缘性粘合剂层1压入第1开口51内和第2开口52内,且使导电粒子2和绝缘填料4转贴到绝缘性粘合剂层1的一面上。
<工序(D)>
其次,如图7D所示,从转印型上取下绝缘性粘合剂层1,在转贴有导电粒子2和绝缘填料4的绝缘性粘合剂层的一面上层叠绝缘性粘接层3。由此,可以获得图7E所示的各向异性导电膜100。根据需要可以去除剥离膜60。
需要说明的是,在工序(C)和工序(D)之间,优选将绝缘性粘合剂层1进行预固化处理(加热或紫外线照射等)。由此,可以将导电粒子2假固定于绝缘性粘合剂层1上。
根据需要,可以剥离剥离膜60,在其面(绝缘性粘合剂层的另一面)上层叠另外的绝缘性粘接层(未图示)。
<<各向异性导电膜的用途>>
如此获得的各向异性导电膜优选适用于通过热或光将FPC、IC芯片、IC模块等的第1电子部件和FPC、刚性基板、陶瓷基板、玻璃基板等的第2电子部件进行各向异性导电连接时。如此获得的连接构造体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,使用图1所示的层构成的各向异性导电膜时,对于布线基板等的第2电子部件,将各向异性导电膜从其绝缘性粘合剂层一侧进行假贴合,对于假贴合的各向异性导电膜,搭载IC芯片等的第1电子部件,从第1电子部件一侧进行热胶合,这从提高连接可靠性的角度考虑优选。另外,还可以利用光固化进行连接。
实施例
以下,通过实施例更具体地说明本发明。
实施例1~9
将苯氧基树脂(YP-50、新日铁住金(株))60质量份、丙烯酸酯(EP600、ダイセル・オルネクス(株))40质量份和光自由基聚合引发剂(IRGADCURE 369、三菱化学(株))2质量份在甲苯中调制成固体成分为50质量%的混合液。另外,准备作为剥离膜的厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜),在该膜上涂布上述的混合液使干燥厚度为5μm,在80℃的烘箱中干燥5分钟,由此在PET膜(剥离膜)上形成了光自由基聚合型的绝缘性粘合剂层。
其次,在图2(实施例1、4、7)、图3(实施例2、5)、图4(实施例3、6)或图5(实施例9)所示的图案中,准备了以纵横9μm间距设置有用于导电粒子的直径5.5μm且深度4.5μm的圆筒状的第1开口、设置有用于绝缘填料的直径3.0μm且深度4.0μm的圆筒状的第2开口的不锈钢制的转印型。
另外,作为图2的图案的变形方案(实施例8),准备了使第1开口间为18μm、以2.25μm的间隔在第1开口间设置了3个第2开口的转印型。
在这些转印型的第1开口内一个一个收容了平均粒径4μm的导电粒子(镀Ni/Au的树脂粒子、AUL704、积水化学工业(株)),在第2开口内一个一个收容了平均粒径2.8μm(实施例1~3)或1.2μm(实施例4~9)的二氧化硅粒子(KE-P250或KE-P100、(株)日本催化剂)。使绝缘性粘合剂层与该转印型的开口形成面对置,通过从剥离膜一侧在60℃、0.5MPa的条件下进行加压,将导电粒子和绝缘填料压入了绝缘性粘合剂层。
其次,通过从剥离膜一侧照射波长365nm、累积光量4000mL/cm2的紫外线,形成了使导电粒子和绝缘填料假固定于表面的绝缘性粘合剂层。
其次,将苯氧基树脂(YP-50、新日铁住金(株))60质量份、环氧树脂(jER828、三菱化学(株))40质量份和光阳离子聚合引发剂(SI-60、三新化学工业(株))2质量份在甲苯中调制成固体成分为50质量%的混合液。将该混合液涂布于厚度50μm的PET膜上,使干燥厚度为12μm,通过在80℃的烘箱中干燥5分钟,形成了比较厚的绝缘性粘接层。利用同样的操作,形成了干燥厚度为3μm的薄的绝缘性粘接层。
将如此获得的比较厚的绝缘性粘接层在60℃、0.5MPa的条件下层压到假固定有导电粒子和绝缘填料的绝缘性粘合剂层的假固定面上,接着,将薄的绝缘性粘接层同样地层压到相反面上,由此获得了各向异性导电膜。
需要说明的是,在各向异性导电膜中,存在于导电粒子间的绝缘填料数如图2~5所示。
比较例1
使用未设置有绝缘填料用的开口的转印型,且未使用绝缘填料,与实施例1同样地获得了各向异性导电膜。
<评价>
对各实施例和比较例的各向异性导电膜的、(a)连接的导电粒子数、(b)与导电粒子接连的绝缘填料数、(c)初期导通电阻、(d)导通可靠性、(e)短路发生率分别如下进行了试验评价。结果如表1所示。
(a) 连接的导电粒子数
将各实施例和对照例的各向异性导电膜夹入初期导通和导通可靠性的评价用IC与玻璃基板之间,进行加热加压(180℃、80MPa、5秒),获得评价用连接物,计测了凸点上的100个导电粒子中、连接的导电粒子的个数。此时,连接的导电粒子作为1个进行计测。该个数越少越优选。在此,关于该各评价用IC与玻璃基板,它们的端子图案对应,尺寸如下。
初期导通和导通可靠性的评价用IC
外径:0.7×20mm
厚度:0.2mm
Bump规格:镀金、高度12μm、尺寸15×100μm、Bump间Gap15μm
玻璃基板
玻璃材质:コーニング公司制造
外径:30×50mm
厚度:0.5mm
电极:ITO布线
(b) 与导电粒子接连的绝缘填料数
关于(a)中制作的评价用连接物,计测了凸点上的100个导电粒子中、与绝缘填料接触的导电粒子的个数。此时,即使多个绝缘填料与1个导电粒子接触也作为1个进行计测。
(c) 初期导通电阻
将(a)中制作的评价用连接物的导通电阻使用数字万用表(商品名:数字万用表7561、横河电机(株))进行了测定。
(d) 导通可靠性
对将(a)的评价用连接物放置于温度85℃、湿度85%RH的恒温槽中500小时之后的导通电阻,与(c)同样进行了测定。需要说明的是,若该导通电阻为5Ω以上,则从所连接的电子部件的实际应用的导通稳定性的角度考虑不优选。
(e) 短路发生率
作为短路发生率的评价用IC,准备了下面的IC(7.5μm间隔的梳齿TEG(test elementgroup))。
外径:1.5×13mm
厚度:0.5mm
Bump规格:镀金、高度15μm、尺寸25×140μm、Bump间Gap7.5μm
将各实施例和比较例的各向异性导电膜夹入短路发生率的评价用IC与对应于该评价用IC的图案的玻璃基板之间,在与(b)同样的连接条件下进行加热加压,获得连接物,求出了该连接物的短路发生率。短路发生率由“短路的发生数/7.5μm间隔总数”算出。实际应用上期望短路发生率为不足50ppm。
[表1]
由表1可知,关于实施例1~9的各向异性导电膜,实施例9的情形观察到2个连接的导电粒子,除此之外完全未观察到。另外,尽管与导电粒子接连的绝缘填料个数增减,对于“初期导通电阻”、“导通可靠性”和“短路发生率”的评价也为令人满意的结果。相对于此,关于比较例1的各向异性导电膜,由于未使绝缘填料排列,因此观察到6个连接的导电粒子,由此导致导通可靠性降低,短路的发生也増加。
实施例10~15、比较例2~5
(各向异性导电膜的制备)
(i) 树脂芯材的制备
向调制了二乙烯基苯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯的混合比的溶液中,投入作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰,边在高速下均匀搅拌边进行加热,进行聚合反应,由此获得了微粒分散液。通过将上述微粒分散液过滤、减压干燥,获得了作为微粒凝集体的块状体(blockbody)。并且,将上述块状体粉碎、分级,由此获得了作为树脂芯材的平均粒径3、4或5μm的二乙烯基苯类树脂粒子。粒子的硬度通过调制二乙烯基苯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯的混合比来进行。
(ii) 导电粒子的制备
通过浸渍法使钯催化剂担载于(i)中所得的二乙烯基苯类树脂粒子(5g)上。其次,对于该树脂粒子,使用由六水合硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、三乙醇胺和硝酸铊调制的无电解镀镍液(pH12、镀液温度50℃)进行无电解镀镍,获得了表面上形成有镀镍层(金属层)的镍包覆树脂粒子。
其次,向使氯金酸钠10g溶解于离子交换水1000mL而得的溶液中,混合上述所得的镍包覆树脂粒子(12g),调制了水性悬浮液。向所得的水性悬浮液中投入硫代硫酸铵15g、亚硫酸铵80g、和磷酸氢铵40g,由此调制了镀金浴。向所得的镀金浴中投入羟胺4g之后,使用氨将镀金浴的pH值调节为9,然后将浴温在60℃维持15~20分钟,由此获得了金/镍包覆树脂粒子。进行适宜分级等的操作,获得了平均粒径4μm或5μm的导电粒子。
(iii) 各向异性导电膜的制备
使用(i)中制备的平均粒径3μm或5μm的树脂芯材作为绝缘填料,将绝缘填料和(ii)中制备的平均粒径4或5μm的导电粒子设为图2所示的排列图案,将绝缘性粘接层设为以下的混合,除此之外,与实施例1同样地制备了各向异性导电膜。
苯氧基树脂(YP-50、新日铁住金(株))60质量份;
胶囊化咪唑类固化剂(ノバキュアHX3941HP、旭化成イーマテリアルズ(株))40质量份。
需要说明的是,在表2中,导电粒子的粒子面密度和绝缘填料的粒子面密度为各向异性导电膜中的导电粒子和绝缘填料的设计上的个数密度(个/mm2)。
(评价)
假想将所得的实施例10~15和比较例2~5的各向异性导电膜用于柔韧布线板的端子与玻璃基板上的端子的连接(FOG:filmonglass),将下面的玻璃基板和FPC按照表2所示的加热加压条件使压力改变为4种进行了热胶合。
玻璃基板:Mo/Ti包覆、玻璃厚度0.7mm;
FPC:端子间距50μm,端子宽度:端子间间隔=1:1,聚酰亚胺膜厚度/铜箔厚度(PI/Cu)=38/8,镀锡。
另外,在加热加压条件中,
170℃、3MPa、5秒是FOG连接的能变动的压力的下限,
170℃、5MPa、5秒是FOG连接的能变动的压力的标准之一,
170℃、8MPa、5秒是FOG连接的能变动的压力中,压力比较大的条件,
170℃、10MPa、5秒是FOG连接的能变动的压力的上限。
所得的评价用连接物的初期导通电阻和导通可靠性与实施例1同样地进行了测定。
在此,初期导通性和导通可靠性利用各自的导通电阻的大小按照下面的3个段階进行了评价。结果如表2所示。
初期导通性为:
A:不足1Ω;
B:1Ω以上~不足5Ω;
C:5Ω以上。
导通可靠性为:
A:不足2.5Ω;
B:2.5Ω以上~不足10Ω;
C:10Ω以上。
另外,将评价用连接物中的导电粒子的压溃在截面研磨后使用SEM进行测定,算出相对于初期粒径的压溃率((评价用连接物中的导电粒径/初期导电粒径)×100),根据压溃率按照下面的5个段階进行了评价。
C1:压溃率为不足20%(粒子破碎);
B1:压溃率为20%以上且不足40%;
A:压溃率为40%以上且不足60%;
B2:压溃率为60%以上且不足80%;
C2:压溃率为80%以上(粒子的压溃少许)。
[表2]
由表2可知,含有绝缘填料的实施例10~15,在3MPa~10MPa的范围进行挤压时,通过适度压溃导电粒子,与不含有绝缘填料的比较例2~5相比,初期导通电阻和导通可靠性均优异。
更具体而言,比较例2的导电粒径、导电粒子的硬度、导电粒子的面密度与以往的常规各向异性导电膜同等。根据比较例2可知,若加热加压条件为比较高的高压8MPa,则导电粒子过度压溃。
比较例3中明确了:由于导电粒子较比较例2硬,因此各向异性导电连接时的导电粒子的过度压溃较比较例2少,但若各向异性导电连接时的加热加压条件为高压10MPa,则导通可靠性劣化。
比较例4中明确了:由于导电粒子较比较例3更硬,因此各向异性导电连接时难以压溃,通过使加热加压条件为高压侧,初期导通电阻提高,但导通可靠性劣化。
比较例5是使比较例4中的导电粒子变软、导电粒径增大的例子。明确了:与比较例4相比,各向异性导电连接时容易压溃,若使加热加压条件为低压~中压,则初期导通电阻提高,但在高压下导通可靠性劣化。
相对于此,在实施例10~13中,由于绝缘填料比导电粒子硬、粒径小,因此各向异性导电连接时,导电粒子适度地压溃,初期导通特性和导通可靠性均良好。另外,实施例14含有与导电粒子硬度相等、粒径小的绝缘填料,实施例15含有与导电粒子硬度相等、粒径大的绝缘填料,在分别施加中等程度~高压侧的模压压力中,初期导通性和导通可靠性均良好。
将实施例14与比较例5进行比较明确了:实施例14相对于比较例5在高压侧获得了良好的结果,加热加压条件变宽。将实施例15与比较例2进行比较,该倾向更加显著。
实施例16~21
将绝缘填料和导电粒子的配置设为图3所示的排列图案,除此之外,与实施例10~15同样,制备各向异性导电膜、并进行了评价。结果如表3所示。
如表3所示,实施例16~21的各向异性导电膜的初期导通电阻和导通可靠性也均良好。特别是,在图3所示的排列图案中,由于在端子的长度方向上使导电粒子和绝缘填料交替稳定地配置,因此认为端子中的导电粒子的捕捉性能得以提高。
[表3]
实施例22~27
将绝缘填料和导电粒子的配置设为图4所示的排列图案,除此之外,与实施例10~15同样,制备各向异性导电膜、并进行了评价。结果如表4所示。
如表4所示,实施例22~27的各向异性导电膜的初期导通电阻和导通可靠性也均良好。特别是,在图4所示的排列图案中,与图2或图3的排列图案相比,由于导电粒子与绝缘填料的总计的粒子面密度高,因此认为端子间的绝缘性和各端子中的导电粒子的捕捉性能得以提高。
[表4]
实施例28~36
如表5所示,将绝缘填料和导电粒子的配置设为图5或图6所示的排列图案,除此之外,与实施例10~15同样,制备各向异性导电膜、并进行了评价。结果如表5所示。
如表5所示,具有图5的排列图案的实施例28~30的各向异性导电膜,在各加热加压条件下,初期导通电阻和导通可靠性均良好。图5的排列图案与图2或图3的排列图案相比,明确了:在绝缘填料的密度低、但绝缘填料硬时,即使绝缘填料的密度低也可以防止导电粒子的过度压溃。
另外,具有图6的排列图案的实施例31~36的各向异性导电膜,初期导通电阻和导通可靠性也均良好,特别是,加热加压条件在高压侧时良好。图6的排列图案与图2或图3的排列图案相比,由于绝缘填料的密度高,因此认为绝缘填料的硬度即使与导电粒子为同等程度也可以防止基于绝缘填料的导电粒子的过度压溃,端子间的绝缘性和各端子中的导电粒子的捕捉性能得以提高。
[表5]
由以上的实施例可知,根据本发明的各向异性导电膜,在进行各向异性导电连接的电子仪器的制备线中,热胶合时的压力条件即使存在偏差时,也可以抑制连接不良的发生。
产业上的可利用性
本发明的各向异性导电膜具有:绝缘性粘合剂层、在绝缘性粘合剂层的一面上以规则性图案排列的导电粒子、和在该绝缘性粘合剂层的一面上层叠的绝缘性粘接层,在该绝缘性粘合剂层上,绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列。因此,不会增大连接电阻值,抑制导电粒子彼此连接,由此可以大幅抑制短路的发生。另外,可以期待各向异性导电连接时在凸点上抑制导电粒子的破碎。因此,对于IC芯片等的电子部件的布线基板的各向异性导电连接有用。
符号说明
1 绝缘性粘合剂层;
2 导电粒子;
3 绝缘性粘接层;
4 绝缘填料;
50 转印型;
51、52 开口;
51a 第1开口径;
51b 第1开口深度;
51c 第1开口底部径;
52a 第2开口径;
52b 第2开口深度;
52c 第2开口底部径;
60 剥离膜;
100 各向异性导电膜。

Claims (21)

1.各向异性导电膜,所述各向异性导电膜具有:绝缘性粘合剂层、在该绝缘性粘合剂层的一面上以规则性图案排列的导电粒子、和在该绝缘性粘合剂层的一面上层叠的绝缘性粘接层,
其中,在绝缘性粘合剂层上,绝缘填料以与导电粒子不叠加的规则性图案排列。
2.权利要求1所述的各向异性导电膜,其中,导电粒子和绝缘填料偏在于绝缘性粘合剂层的一面。
3.权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料的平均粒径为导电粒子的平均粒径的75%以下。
4.权利要求1~3的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料比导电粒子柔软。
5.权利要求1或2所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料比导电粒子硬,绝缘填料的平均粒径比导电粒子的平均粒径小。
6.权利要求1~5的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料为树脂粒子。
7.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料至少在膜长度方向上排列的导电粒子的粒子间排列。
8.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料至少在与膜长度方向垂直的方向上排列的导电粒子的粒子间排列。
9.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,绝缘填料分别在膜长度方向上排列的导电粒子的粒子间、以及与膜长度方向垂直的方向上排列的导电粒子的粒子间排列。
10.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,具有与导电粒子的排列相同方向上排列的绝缘填料,在该排列方向中,相比导电粒子间的距离,绝缘填料间的距离大。
11.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,具有与导电粒子的排列相同方向上排列的绝缘填料,在该排列方向中,相比导电粒子间的距离,绝缘填料间的距离小。
12.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,导电粒子的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料的规则性图案为面心正方格子图案。
13.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,导电粒子的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料的规则性图案为正方格子图案,导电粒子和绝缘填料在各向异性导电膜的长度方向上交替地配置。
14.权利要求1~6的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,导电粒子的规则性图案为正方格子图案,绝缘填料的规则性图案为正方格子图案,导电粒子和绝缘填料在与各向异性导电膜的长度方向垂直的方向上交替地配置。
15.权利要求1~14的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,彼此邻接的导电粒子间的最短距离为导电粒子的平均粒径的0.5倍以上。
16.权利要求1~15的任一项中所述的各向异性导电膜,其中,在绝缘性粘合剂层的另一面上层叠有另外的绝缘性粘接层。
17.权利要求1所述的各向异性导电膜的制备方法,所述制备方法具有以下工序(A)~(D):
工序(A)
在设置有第1开口和第2开口的转印型的该第1开口内配置导电粒子、第2开口内配置绝缘填料的工序,所述第1开口是用于收容导电粒子的开口,且形成有规则性图案,所述第2开口是用于收容绝缘填料的开口,且形成有与第1开口不叠加的规则性图案;
工序(B)
在配置有导电粒子和绝缘填料的一侧的转印型的表面上,使形成于剥离膜上的绝缘性粘合剂层对置的工序;
工序(C)
从剥离膜一侧对绝缘性粘合剂层施加压力,将绝缘性粘合剂层压入第1和第2开口内、且使导电粒子和绝缘填料转贴到绝缘性粘合剂层的一面上的工序;以及
工序(D)
在转贴有导电粒子和绝缘填料的绝缘性粘合剂层的一面上层叠绝缘性粘接层的工序。
18.权利要求17所述的制备方法,其中,绝缘填料的平均粒径小于导电粒子的平均粒径时,工序(A)中,在第1开口内配置导电粒子,接着在第2开口内配置绝缘填料。
19.权利要求17或18所述的制备方法,其中,工序(D)之后,进一步具有在绝缘性粘合剂层的另一面上层叠另外的绝缘性粘接层的工序。
20.连接构造体,所述连接构造体是通过权利要求1~16的任一项中所述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件进行各向异性导电连接而成。
21.通过权利要求1~16的任一项中所述的各向异性导电膜将第1电子部件与第2电子部件进行各向异性导电连接的连接方法,
所述连接方法是:
对于第2电子部件,将各向异性导电膜从其绝缘性粘合剂层一侧假贴合,对于假贴合的各向异性导电膜,搭载第1电子部件,从第1电子部件一侧进行热胶合。
CN201580015143.2A 2014-03-20 2015-03-20 各向异性导电膜及其制备方法 Pending CN106104930A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-058901 2014-03-20
JP2014058901 2014-03-20
PCT/JP2015/058474 WO2015141830A1 (ja) 2014-03-20 2015-03-20 異方性導電フィルム及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106104930A true CN106104930A (zh) 2016-11-09

Family

ID=54144791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580015143.2A Pending CN106104930A (zh) 2014-03-20 2015-03-20 各向异性导电膜及其制备方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170110806A1 (zh)
JP (1) JP2015195198A (zh)
KR (1) KR20160135197A (zh)
CN (1) CN106104930A (zh)
TW (1) TW201606798A (zh)
WO (1) WO2015141830A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109983629A (zh) * 2016-12-01 2019-07-05 迪睿合株式会社 各向异性导电膜
CN112898776A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 镇江中垒新材料科技有限公司 一种异方性导电薄片及其制备方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI781710B (zh) * 2014-10-28 2022-10-21 日商迪睿合股份有限公司 異向性導電膜、其製造方法及連接構造體
EP3378915A4 (en) * 2015-11-20 2019-07-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. CONNECTION MATERIAL AND CONNECTION STRUCTURE
CN108138024B (zh) 2015-11-20 2022-01-11 积水化学工业株式会社 粒子、连接材料及连接结构体
EP3378916A4 (en) 2015-11-20 2019-07-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. PARTICLES, CONDUCTIVE MATERIAL AND LINK STRUCTURE
KR102090450B1 (ko) * 2016-02-15 2020-03-18 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 이방성 도전 필름, 그 제조 방법 및 접속 구조체
JP7011147B2 (ja) * 2016-04-01 2022-01-26 日亜化学工業株式会社 発光素子載置用基体の製造方法及びそれを用いた発光装置の製造方法並びに発光素子載置用基体及びそれを用いた発光装置
US10790426B2 (en) 2016-04-01 2020-09-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
WO2017191772A1 (ja) * 2016-05-05 2017-11-09 デクセリアルズ株式会社 フィラー配置フィルム
WO2018051799A1 (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 デクセリアルズ株式会社 フィラー含有フィルム
CN115710367A (zh) * 2016-10-18 2023-02-24 迪睿合株式会社 含填料膜
CN113078486B (zh) * 2016-10-24 2023-10-20 迪睿合株式会社 各向异性导电膜的制造方法
WO2018079303A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 デクセリアルズ株式会社 フィラー含有フィルム
KR102649406B1 (ko) * 2016-12-01 2024-03-20 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 필러 함유 필름
JP7047282B2 (ja) * 2016-12-01 2022-04-05 デクセリアルズ株式会社 フィラー含有フィルム
WO2018101106A1 (ja) * 2016-12-01 2018-06-07 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム
KR20210121308A (ko) * 2017-03-06 2021-10-07 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 수지 조성물, 수지 조성물의 제조 방법, 및 구조체
TWI624918B (zh) * 2017-07-11 2018-05-21 異向性導電薄膜的製作方法
WO2019235560A1 (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 デクセリアルズ株式会社 フィラー含有フィルム
KR102254467B1 (ko) * 2018-07-12 2021-05-21 에이치엔에스하이텍(주) 이방도전성 접착필름의 제조방법
JP2021001966A (ja) * 2019-06-21 2021-01-07 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、及び電子機器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348538A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Tomoegawa Paper Co Ltd 異方性導電フィルムおよびその製造方法
JP2007165052A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd 異方導電性フィルム
CN101822131A (zh) * 2007-10-15 2010-09-01 日立化成工业株式会社 电路连接用粘接膜以及电路连接结构体
CN102474025A (zh) * 2010-01-08 2012-05-23 日立化成工业株式会社 电路连接用粘接膜以及电路连接结构体
CN102823084A (zh) * 2010-04-12 2012-12-12 索尼化学&信息部件株式会社 发光装置的制造方法
CN103247588A (zh) * 2012-02-08 2013-08-14 三星显示有限公司 包括各向异性导电层的微电子器件及其形成方法
WO2014030753A1 (ja) * 2012-08-24 2014-02-27 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルムの製造方法及び異方性導電フィルム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4130747B2 (ja) * 2002-03-28 2008-08-06 旭化成エレクトロニクス株式会社 異方導電性接着シートおよびその製造方法
JP4993877B2 (ja) * 2005-06-03 2012-08-08 旭化成イーマテリアルズ株式会社 異方導電性接着シート及び微細接続構造体
JP5737278B2 (ja) * 2011-12-21 2015-06-17 日立化成株式会社 回路接続材料、接続体、及び接続体を製造する方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348538A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Tomoegawa Paper Co Ltd 異方性導電フィルムおよびその製造方法
JP2007165052A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd 異方導電性フィルム
CN101822131A (zh) * 2007-10-15 2010-09-01 日立化成工业株式会社 电路连接用粘接膜以及电路连接结构体
CN102474025A (zh) * 2010-01-08 2012-05-23 日立化成工业株式会社 电路连接用粘接膜以及电路连接结构体
CN102823084A (zh) * 2010-04-12 2012-12-12 索尼化学&信息部件株式会社 发光装置的制造方法
CN103247588A (zh) * 2012-02-08 2013-08-14 三星显示有限公司 包括各向异性导电层的微电子器件及其形成方法
WO2014030753A1 (ja) * 2012-08-24 2014-02-27 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルムの製造方法及び異方性導電フィルム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109983629A (zh) * 2016-12-01 2019-07-05 迪睿合株式会社 各向异性导电膜
CN109983629B (zh) * 2016-12-01 2020-12-08 迪睿合株式会社 各向异性导电膜
CN112898776A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 镇江中垒新材料科技有限公司 一种异方性导电薄片及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160135197A (ko) 2016-11-25
TW201606798A (zh) 2016-02-16
WO2015141830A1 (ja) 2015-09-24
JP2015195198A (ja) 2015-11-05
US20170110806A1 (en) 2017-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106104930A (zh) 各向异性导电膜及其制备方法
CN106415938B (zh) 各向异性导电膜及其制备方法
TWI604467B (zh) Anisotropically conductive film and its manufacturing method
CN101779255B (zh) 导电体连接用部件及其制造方法、连接结构和太阳能电池模块
CN103545402B (zh) 导电体连接用部件、连接结构和太阳能电池组件
CN106797082B (zh) 各向异性导电膜及连接结构体
CN107735909B (zh) 各向异性导电膜和连接结构体
CN107960139A (zh) 各向异性导电膜和连接结构体
CN101755341A (zh) 导电体连接用部件及其制造方法、连接结构及太阳能电池组件
CN110265174A (zh) 各向异性导电性膜
CN107534231A (zh) 各向异性导电性膜及连接构造体
KR102450569B1 (ko) 이방성 도전 필름 및 그 제조 방법
CN108028477A (zh) 各向异性导电膜和连接结构体
KR101410185B1 (ko) 이방성 도전 접착 필름, 접속 구조체 및 그 제조 방법
CN108475558A (zh) 各向异性导电膜、其制造方法和连接结构体
CN105981150A (zh) 各向异性导电膜及其制备方法
CN105940562A (zh) 各向异性导电膜及其制造方法
CN106063043A (zh) 各向异性导电膜及其制备方法
CN105940560A (zh) 各向异性导电膜及其制备方法
TWI747898B (zh) 異向性導電膜
CN108886227A (zh) 各向异性导电膜的制造方法及各向异性导电膜

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1227549

Country of ref document: HK

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161109

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1227549

Country of ref document: HK