CN107251329B - 连接方法和接合体 - Google Patents

Abstract

连接方法，其是将第1电路元件的端子和第2电路元件的端子进行各向异性导电连接的连接方法，该连接方法包括如下工序：第1配置工序，在上述第1电路元件的端子上配置各向异性导电膜；第2配置工序，在上述各向异性导电膜上配置上述第2电路元件，使上述第2电路元件的端子与上述各向异性导电膜接触；预固定工序，在人体皮肤的温度下挤压上述第2电路元件；以及加热挤压工序，通过加热挤压元件对上述第2电路元件进行加热和挤压，其中，上述各向异性导电膜含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂。

Description

连接方法和接合体

技术领域

本发明涉及连接方法和接合体。

背景技术

以往，作为连接电子部件与基板的手段，使用在剥离膜上涂布有热固化性树脂的带状连接材料(例如各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film，ACF))，所述热固化性树脂中分散有导电性粒子。

例如，该各向异性导电膜以连接挠性印刷基板(FPC)或集成电路(IntegratedCircuit，IC)芯片的端子与形成于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)面板的玻璃基板上的电极的情形为代表，用于在将各种端子彼此粘接的同时进行电性连接的情形。

如上所述，在使用各向异性导电膜将电路元件彼此进行各向异性导电连接时，通常采用以下的方法。在其中一个电路元件的端子上放置各向异性导电膜，之后将另一个电路元件配置在适当位置，进行预固定。其后，对上述另一个电路元件进行加热和挤压，从而进行正式压接。

若不进行预固定，则在正式压接前、或者正式压接时，上述其中一个电路元件与上述另一个电路元件的配置会错位，有时无法进行适当的各向异性导电连接。另外，若不进行预固定，则在正式压接前、或者正式压接时，上述另一个电路元件有时还会从上述其中一个电路元件上偏离。其结果，生产效率或产率下降。

因此，为了确实地进行预固定，有人提出了用热塑性粘接剂将其中一个电路元件和另一个电路元件预固定的技术(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-199138号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

通常，预固定是使用加热至规定温度的加热挤压元件来进行。但上述预固定的加热条件不同于正式压接的加热条件，其是在较上述正式压接低的加热温度下进行。因此，在上述预固定中无法使用上述正式压接的加热挤压元件，需要有别于上述正式压接的加热挤压元件。

另外，在上述专利文献1的技术中，虽然预固定时不需要加热，但由于使用无助于各向异性导电连接的热塑性粘接剂，所以使用的材料增加，且为了涂布上述热塑性粘接剂而增加工序，而且还需要涂布上述热塑性粘接剂的设备。

虽然只要减少使用各向异性导电膜将电路元件彼此进行各向异性导电连接时的设备或工序即可提升产率，但现实状况是：着眼于预固定，而无法达成设备的削减或者工序的削减。

本发明以解决以往的上述各种问题、且达到以下目的为课题。即，本发明的目的在于：提供一种连接方法和接合体，所述连接方法不需要用于预固定的特殊设备和工序，即使在人体皮肤的温度下进行预固定，也能够进行充分的预固定。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的手段如下。即：

<1> 连接方法，其是将第1电路元件的端子和第2电路元件的端子进行各向异性导电连接的连接方法，该连接方法的特征在于，包括如下工序：

第1配置工序，在上述第1电路元件的端子上配置各向异性导电膜；

第2配置工序，在上述各向异性导电膜上配置上述第2电路元件，使上述第2电路元件的端子与上述各向异性导电膜接触；

预固定工序，在人体皮肤的温度下挤压上述第2电路元件；以及

加热挤压工序，通过加热挤压元件对上述第2电路元件进行加热和挤压，

其中，上述各向异性导电膜含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂。

<2> 上述<1>所述的连接方法，其中，上述粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂是二环戊二烯型环氧树脂。

<3> 上述<2>所述的连接方法，其中，上述二环戊二烯型环氧树脂为二环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚。

<4>接合体，其特征在于：该接合体是通过上述<1>～<3>中任一项所述的连接方法得到的。

发明效果

根据本发明，可以解决以往的上述各种问题，达成上述目的，可以提供一种连接方法和接合体，该连接方法不需要用于预固定的特殊设备和工序，即使在人体皮肤的温度下进行预固定，也能够进行充分的预固定。

附图说明

图1是表示实施例中的预固定力和剥离强度的测定方法的说明图。

具体实施方式

(连接方法和接合体)

本发明的连接方法至少包括第1配置工序、第2配置工序、预固定工序和加热挤压工序，根据需要，还包括其他工序。

上述连接方法是使第1电路元件的端子与第2的电路元件的端子进行各向异性导电连接的方法。

本发明的接合体是通过本发明的上述连接方法得到的。

本发明人着眼于使用各向异性导电膜将电路元件彼此进行各向异性导电连接时的第1电路元件与第2电路元件的预固定，对产率是否会因减少设备或工序而无法提升进行了研究。而且，通过在人体皮肤的温度下进行上述预固定，尝试着不需要加热设备而进行预固定，但发现在这种情况下预固定变得不充分(预固定的剥离强度不足)。因此，进一步进行了研究，结果发现了一种连接方法，该连接方法通过在上述各向异性导电连接所使用的各向异性导电膜中含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂，在人体皮肤的温度下的预固定中得到了充分的剥离强度，从而完成了本发明。

上述预固定是通过加热和压力使各向异性导电膜加热固化，同时将上述各向异性导电膜中的导电性粒子压碎，不同于进行各向异性导电连接的正式压接(在本发明中是指加热挤压工序)。上述预固定在上述正式压接之前进行，在接合体的制造(连接方法)中，为了防止上述第1电路元件与上述第2电路元件的位置错位而进行。

<第1电路元件、第2电路元件>

作为上述第1电路元件和上述第2电路元件，只要是具有端子、且作为使用上述各向异性导电膜的各向异性导电连接的对象的电路元件即可，没有特别限定，可以根据需要而适当选择，例如可以列举：具有端子的玻璃基板、具有端子的塑料基板、集成电路(Integrated Circuit，IC)、卷带自动结合(Tape Automated Bonding，TAB)胶带、软板玻璃接合(Flex-on-Glass，FOG)、芯片玻璃接合(Chip-on-Glass，COG)、芯片软板接合(Chip-on-Flex，COF)、软硬板接合(Flex-on-Board，FOB)、软板互相接合(Flex-on-Flex，FOF)、液晶面板等。

作为上述具有端子的玻璃基板，例如可以列举：氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)玻璃基板、氧化铟锌 (Indium Zinc Oxide，IZO)玻璃基板、其他的玻璃图案基板等。其中，优选ITO玻璃基板、IZO玻璃基板。

对上述具有端子的塑料基板的材质、结构没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举具有端子的刚性基板、具有端子的挠性基板等。

作为上述IC，例如可以列举平板显示器(FPD)中的液晶图像控制用IC芯片等。

对上述第1电路元件和上述第2电路元件的形状、大小没有特别限定，根据目的可以适当选择。

上述第1电路元件和上述第2电路元件可以是相同的电路元件，也可以是不同的电路元件。

<第1配置工序>

作为上述第1配置工序，只要是在上述第1电路元件的端子上配置各向异性导电膜的工序即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择。

<<各向异性导电膜>>

上述各向异性导电膜至少含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂，优选含有成膜树脂、其他环氧树脂、固化剂和导电性粒子，根据需要，还含有其他成分。

液态环氧树脂的粘度无论是不足15mPa·s还是超过150mPa·s，都会导致预固定力不充分。

-液态环氧树脂-

作为上述液态环氧树脂，只要是粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择，优选为二环戊二烯型环氧树脂，更优选为二环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚。

需要说明的是，二环戊二烯骨架具有刚直性和大的立体位阻。因此，即使交联密度小，也可表现出高的玻璃转变温度(Tg)。

上述液态环氧树脂优选具有2个以上的环氧基，更优选具有2个环氧基。在上述液态环氧树脂中，当环氧基为1个时，由于挥发性高，所以有时无法进行稳定的各向异性导电连接。

上述二环戊二烯型环氧树脂可以是市售品。作为上述市售品，例如可以列举EP4088S (ADEKA公司制造、二环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚)等。

在本发明中，上述液态环氧树脂的粘度在下述条件下进行测定。

将装有约70g液态环氧树脂的透明容器(开口尺寸：φ34mm、底径：φ45mm、高：80mm)浸在恒温水槽(Yuniesu、型号：UA-1100、东京理化器械公司制造)中，形成35℃的环境，使用粘度计(型号：TVB-10H、东机产业公司制造)测定粘度。需要说明的是，粘度测定时的转子种类使用No.5，转数设为50rpm。

对上述各向异性导电膜中的上述粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选1.0质量%～20.0质量%，更优选3.0质量%～15.0质量%，特别优选3.0质量%～11.0质量%。当上述含量在特别优选的范围内时，在所得接合体的剥离强度更优异方面有利。

-成膜树脂-

对上述成膜树脂没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：苯氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等。上述成膜树脂可以单独使用一种，也可以将两种以上结合使用。其中，从制膜性、加工性、连接可靠性的角度考虑，优选苯氧树脂。

作为上述苯氧树脂，例如可以列举由双酚A和环氧氯丙烷合成的树脂等。

上述苯氧树脂可以使用适当合成的苯氧树脂，也可使用市售品。

对上述各向异性导电膜中的上述成膜树脂的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，优选5质量%～40质量%，更优选10质量%～30质量%，特别优选15质量%～25质量%。

-其他环氧树脂-

对上述其他的环氧树脂没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：萘型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、它们的改性环氧树脂、脂环式环氧树脂等。这些环氧树脂可以单独使用一种，也可以将两种以上结合使用。

其中，萘型环氧树脂因具有快速固化性而可以在短时间内进行连接，因此优选。

对上述各向异性导电膜中的上述其他环氧树脂的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选10质量%～40质量%，更优选20质量%～30质量%。

-固化剂-

作为上述固化剂，只要是将环氧树脂固化的固化剂即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：咪唑类、阴离子系固化剂、阳离子系固化剂等。

作为上述阴离子系固化剂，例如可以列举有机胺类等。

作为上述阳离子系固化剂，例如可以列举：锍盐、鎓盐、铝螯合剂等。

对上述各向异性导电膜中的上述固化剂的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选20质量%～50质量%，更优选30质量%～40质量%。

-导电性粒子-

对上述导电性粒子没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：金属粒子、金属包覆树脂粒子等。

对上述金属粒子没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：镍、钴、银、铜、金、钯、焊料(锡)等。这些金属粒子可以单独使用一种，也可以将两种以上结合使用。

其中，优选镍、银、铜。为了防止这些金属粒子的表面氧化，可以在其表面镀金、镀钯。而且，可以使用在表面形成有金属突起或用有机物形成绝缘覆膜的金属粒子。

作为上述金属包覆树脂粒子，只要是用金属包覆了树脂粒子表面的粒子即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：用镍、银、焊料(锡)、铜、金和钯中的至少任一种金属包覆树脂粒子表面而获得的粒子等。而且，可以使用在表面形成金属突起或用有机物形成绝缘覆膜的粒子。在考虑到低电阻的连接的情况下，优选用银包覆树脂粒子表面而获得的粒子。

对在上述树脂粒子上包覆金属的方法没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：无电解电镀法、溅镀法等。

对上述树脂粒子的材质没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯并胍胺树脂、交联聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-二氧化硅复合树脂等。

上述导电性粒子只要在进行各向异性导电连接时具有导电性即可。例如，即使是在金属粒子表面形成了绝缘覆膜的粒子，只要在进行各向异性导电连接时上述粒子发生变形，露出上述金属粒子，即为上述导电性粒子。

对上述导电性粒子的平均粒径没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选1μm～50μm，更优选2μm～30μm，特别优选3μm～15μm。

上述平均粒径是指对任意的10个导电性粒子进行测定而得到的粒径平均值。

上述粒径例如可以通过扫描型电子显微镜观察来测定。

对上述各向异性导电膜中的上述导电性粒子的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选0.5质量%～10质量%，更优选1质量%～3质量%。

-其他成分-

作为上述的其他成分，例如可以列举弹性体等。

--弹性体--

对上述弹性体没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举：聚氨酯树脂(聚氨酯系弹性体)、丙烯酸橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶等。

对上述各向异性导电膜中的上述弹性体的含量没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选1质量%～15质量%，更优选3质量%～10质量%。

对上述各向异性导电膜的平均厚度没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选2μm～60μm，更优选5μm～45μm，特别优选15μm～35μm。

<第2配置工序>

作为上述第2配置工序，只要是在上述各向异性导电膜上配置上述第2电路元件使上述第2电路元件的端子与上述各向异性导电膜接触的工序即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择。

<预固定工序>

作为上述预固定工序，只要是在人体皮肤的温度下挤压上述第2电路元件的工序即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择。

上述人体皮肤的温度例如是35℃～37℃。

在上述预固定工序中，可以使用人体皮肤的温度的挤压元件来挤压上述第2电路元件。需要说明的是，可以是人(操作者)用手指挤压上述第2电路元件。

作为上述挤压元件，只要可以挤压上述第2电路元件即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择。

对上述预固定工序中的挤压的压力没有特别限定，根据目的可以适当选择。

对上述预固定工序中的挤压的时间没有特别限定，根据目的可以适当选择。

在上述预固定工序中，上述各向异性导电膜通过含有上述粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂，即使在人体皮肤的温度下挤压，也可防止上述第1电路元件与上述第2电路元件的位置错位，因此可以获得充分的预固定力(剥离强度)。

<加热挤压工序>

作为上述加热挤压工序，只要是利用加热挤压元件对上述第2电路元件进行加热和挤压的工序即可，没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以利用加热挤压元件进行加热和挤压。

作为上述加热挤压元件，例如可以列举具有加热机构的挤压元件等。作为上述具有加热机构的挤压元件，例如可以列举加热工具等。

对上述加热温度没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选150℃～200℃。

对上述挤压的压力没有特别限定，根据目的可以适当选择，但优选0.1MPa～8MPa。

对上述加热和挤压的时间没有特别限定，根据目的可以适当选择，例如可以列举1秒～120秒等。

实施例

以下，说明本发明的实施例，但本发明并不受这些实施例的任何限定。

(实施例1)

<各向异性导电膜的制作>

将下述配方均匀混合，制作了混合物。

-配方-

苯氧树脂(品名：YP50、新日铁住金化学公司制造)： 30质量份；

萘型环氧树脂(品名：HP4032D、DIC公司制造)：35质量份；

二环戊二烯型环氧树脂(品名：EP4088S、ADEKA公司制造)：10质量份；

弹性体(品名：Teisan Resin SG-80H、Nagase Chemtex公司制造)：10质量份；

固化剂(品名：NOVACURE 3941HP、旭化成eMaterials公司制造)：55质量份；

导电性粒子(品名：Bright、日本化学工业公司制造、平均粒径为10μm)：3质量份；

使用刮棒涂布机在进行了有机硅处理的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)上涂布所得的混合物，使干燥后的平均厚度达到35μm，在70℃下干燥5分钟，制作了各向异性导电膜(ACF)。

<接合体的制造>

利用下述方法制造了接合体。

作为第2电路元件，使用挠性基板(DEXERIALS株式会社评价用基材、0.2mm节距(线(Line)/间隔(Space)=0.1mm/0.1mm)、Cu12μmt(厚度)-镍/金镀敷处理、PI(聚酰亚胺)25μmt(厚度))。

作为第1电路元件，使用印刷布线板(DEXERIALS株式会社评价用基板、0.2mm节距(线(Line)/间隔(Space)=0.1mm/0.1mm)、Cu35μmt(厚度)-镍/金镀敷处理、基材厚度1.0mm)。

在上述第1电路元件上配置了分切成2.0mm宽的上述各向异性导电膜。接着，在该各向异性导电膜上预固定了上述第2电路元件。预固定是通过使用挤压元件将上述第2电路元件按压2秒来进行。需要说明的是，对预固定时的温度进行条件设定，使各向异性导电膜达到人肌程度的温度(35℃)。接着，介于缓冲材料(硅橡胶、厚度0.2mm)，通过加热工具(宽2.0mm)在190℃、2MPa下对上述第2电路元件进行10秒的加热和挤压(正式压接)。通过以上操作，得到了接合体。

<评价>

对制作的接合体进行了以下的评价。结果见表1。

<<预固定力>>

测定了预固定结束后且正式压接前的第1电路元件与第2电路元件的预固定力。具体而言，使用剥离试验机(株式会社A&D制造)，以50mm/分钟的剥离速度，如图1所示，进行90度剥离试验(JIS K6854-1)，求出剥离强度，将其作为预固定力。按照下述评价标准对测定结果进行了评价。结果见表1。需要说明的是，在图1中，符号1表示第1电路元件，符号2表示各向异性导电膜，符号3表示第2电路元件。通过剥离试验机将第2电路元件沿箭头方向拉伸。

[评价标准]

○：1.5N/cm以上；

△：0.5N/cm以上且不足1.5N/cm；

×：不足0.5N/cm。

若剥离强度不足1.5N/cm，则在移动预固定品时，在操作人员粗率地进行处理的情形等时，第1电路元件与第2电路元件产生偏离的可能性变高。

<<剥离强度>>

进行如图1所示的操作，使用剥离试验机(株式会社A&D制造)，以50mm/分钟的剥离速度对所制作的接合体进行90度剥离试验(JIS K6854-1)，测定剥离强度作为粘接强度。按照下述评价标准对测定结果进行了评价。结果见表1。

[评价标准]

○：10N/cm以上；

△：4N/cm以上且不足10N/cm；

×：不足4N/cm。

<<综合判定>>

按照下述评价标准进行了综合判定。结果见表1。

[评价标准]

○：预固定力和剥离强度均为“○”；

△：预固定力为“○”、而剥离强度为“△”；

×：预固定力为“△”或“×”、或者预固定力为“○”而剥离强度为“×”。

(实施例1～4、比较例1和2)

<各向异性导电膜的制作>

除了将实施例1中的配方变更为表1所示的配方以外，进行与实施例1相同的操作，得到了各向异性导电膜。进一步得到了接合体。

进行与实施例1相同的操作，进行了评价。结果见表1。

[表1]

苯氧树脂：品名：YP-50、新日铁住金化学公司制造；

环氧树脂No.1：萘型环氧树脂、HP4032D、DIC公司制造、粘度：4,500mPa·s；

环氧树脂No.2：二环戊二烯型环氧树脂、EP4088S、ADEKA公司制造、粘度：140mPa·s；

环氧树脂No.3：双酚A型环氧树脂、YL980、三菱化学公司制造、粘度：3,700mPa·s；

环氧树脂No.4：双酚F型环氧树脂、YL983U、三菱化学公司制造、粘度：1,240mPa·s；

弹性体：Teisan Resin SG-80H、Nagase Chemtex公司制造；

固化剂：NOVACURE 3941HP、旭化成eMaterials公司制造；

导电性粒子：Bright、日本化学工业公司制造、平均粒径10μm。

在实施例1～4中，由于各向异性导电膜含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂，所以即使在人体皮肤的温度下进行预固定，也可得到充分的预固定力。在实施例1～3中，得到了剥离强度也优异的结果。

在比较例1和2中，虽然各向异性导电膜含有液态环氧树脂，但其粘度并不是15mPa·s～150mPa·s，所以在人体皮肤的温度下进行预固定时，无法得到充分的预固定力。

需要说明的是，当各向异性导电膜不含液态环氧树脂时，得到与比较例1相同的结果。

符号说明

1：第1电路元件；

2：各向异性导电膜；

3：第2电路元件。

Claims (4)

1.连接方法，其是将第1电路元件的端子和第2电路元件的端子进行各向异性导电连接的连接方法，该连接方法的特征在于，包括如下工序：

第1配置工序，在上述第1电路元件的端子上配置各向异性导电膜；

第2配置工序，在上述各向异性导电膜上配置上述第2电路元件，使上述第2电路元件的端子与上述各向异性导电膜接触；

预固定工序，在人体皮肤的温度下挤压上述第2电路元件；以及

加热挤压工序，通过加热挤压元件对上述第2电路元件进行加热和挤压，

其中，上述各向异性导电膜含有粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂。

2.权利要求1所述的连接方法，其中，上述粘度为15mPa·s～150mPa·s的液态环氧树脂是二环戊二烯型环氧树脂。

3.权利要求2所述的连接方法，其中，上述二环戊二烯型环氧树脂为二环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚。

4.接合体，其特征在于：该接合体是通过权利要求1～3中任一项所述的连接方法得到的。