CN113557273B - 电路连接用黏合剂膜及其制造方法、电路连接结构体的制造方法以及黏合剂膜收纳套组 - Google Patents

电路连接用黏合剂膜及其制造方法、电路连接结构体的制造方法以及黏合剂膜收纳套组 Download PDF

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Abstract

一种电路连接用黏合剂膜(1),其具备:第一黏合剂层(2)及层叠于该第一黏合剂层(2)上的第二黏合剂层(3),第一黏合剂层(2)由光固性组合物的固化物形成,第二黏合剂层(3)由热固性组合物形成,光固性组合物含有聚合性化合物、具有肟酯结构的光聚合引发剂及导电粒子(4),且以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%。

Description

电路连接用黏合剂膜及其制造方法、电路连接结构体的制造 方法以及黏合剂膜收纳套组
技术领域
本发明涉及一种电路连接用黏合剂膜及其制造方法、电路连接结构体的制造方法以及黏合剂膜收纳套组。
背景技术
以往,为了进行电路连接而使用各种黏合材料。例如,作为用于液晶显示器与带载封装体(tape carrier package,TCP)的连接、柔性印刷线路板(F lexible PrintedCircuit,FPC)与TCP的连接、或FPC与印刷线路板的连接的黏合材料,使用黏合剂中分散有导电粒子且具有各向异性导电性的电路连接用黏合剂膜。
在使用具有各向异性导电性的电路连接用黏合剂膜的精密电子设备的领域中,电路密度往高密度化进步,电极宽度及电极间隔变得极窄。因此,在微小电极上有效率地捕捉导电粒子来获得高连接可靠性未必容易。
对此,例如专利文献1中提出有使导电粒子偏向存在于各向异性导电性黏合片的单侧,而将导电粒子彼此隔开的方法。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2005/54388号
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在专利文献1的方法中,电路连接时导电粒子流动,因此导电粒子在电极间凝集,有可能发生短路。并且,随着导电粒子的流动而出现的导电粒子的疏密分布不仅使绝缘特性降低,也有可能产生连接电阻值的偏差,尚有改良的余地。
进而,对于电路连接用黏合剂膜,要求在电路部件的连接后,即便在高温高湿环境下(例如85℃、85%RH)长期使用电路连接结构体的情况下,也不会从电路部件剥离。
因此,本发明的目的在于提供一种能够抑制电路连接结构体的制造时发生的导电粒子的流动,且能够抑制在高温高湿环境下使用电路连接结构体时发生的电路部件与由黏合剂膜形成的电路连接部的界面处的剥离的电路连接用黏合剂膜及其制造方法、使用该黏合剂膜的电路连接结构体的制造方法、以及具备该黏合剂膜的黏合剂膜收纳套组。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方面的电路连接用黏合剂膜具备:第一黏合剂层及层叠于该第一黏合剂层上的第二黏合剂层,第一黏合剂层由光固性组合物的固化物形成,第二黏合剂层由热固性组合物形成,光固性组合物含有聚合性化合物、具有肟酯结构的光聚合引发剂及导电粒子,且以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%。
根据上述方面的电路连接用黏合剂膜,能够抑制电路连接结构体的制造时发生的导电粒子的流动,且能够抑制在高温高湿环境下使用电路连接结构体时发生的电路部件与黏合剂膜的界面处的剥离。根据这种电路连接用黏合剂膜,能够降低电路连接结构体的相对电极间的连接电阻,进而,即便在高温高湿环境下(例如85℃、85%RH)也能够维持低的连接电阻。即,根据该电路连接用黏合剂膜,能够提高电路连接结构体的连接可靠性。
本发明的一方面的电路连接用黏合剂膜的制造方法具备:准备工序,准备第一黏合剂层;及层叠工序,在第一黏合剂层上层叠由热固性组合物形成的第二黏合剂层,准备工序包括通过对由光固性组合物形成的层照射光使光固性组合物固化,获得第一黏合剂层的工序,光固性组合物含有聚合性化合物、具有肟酯结构的光聚合引发剂及导电粒子,且以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%。根据该方法,能够获得能够抑制电路连接结构体的制造时发生的导电粒子的流动,且能够抑制在高温高湿环境下使用电路连接结构体时发生的电路部件与黏合剂膜的界面处的剥离的电路连接用黏合剂膜。
聚合性化合物可以为具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
热固性组合物可以含有具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
具有肟酯结构的光聚合引发剂可以为具有下述式(VI)所表示的结构的化合物。
Figure BDA0003253629040000031
[式(VI)中,R11、R12及R13分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、或包含芳香族系烃基的有机基团。]
第一黏合剂层的厚度可以为导电粒子的平均粒径的0.1~0.8倍。
本发明的一方面的电路连接结构体的制造方法包括:使上述的电路连接用黏合剂膜介于具有第一电极的第一电路部件与具有第二电极的第二电路部件之间,对第一电路部件及第二电路部件进行热压接,从而使第一电极及第二电极彼此电连接的工序。
本发明的一方面的黏合剂膜收纳套组具备:上述的电路连接用黏合剂膜及收纳该黏合剂膜的收纳部件,收纳部件具有能够从外部可见收纳部件内部的可见部,可见部对于波长365nm的光的透射率为10%以下。
但是,一般而言,使用电路连接用黏合剂膜的环境是被称为无尘室(clea n room)且以一定水准管理室内的温度、湿度、清洁度的房间,且在从生产现场出货时,将电路连接用黏合剂膜收纳于包装袋等收纳部件中,以免直接暴露于外部气体而因灰尘及湿气导致品质下降。通常,在该收纳部件设置有可见部,所述可见部是由透明的材料形成,以便从收纳部件的外部也能够确认贴附于内部的黏合剂膜上的产品名、批号、有效日期等各种信息。
然而,根据本发明人等的研究得知,在将上述的电路连接用黏合剂膜收纳在以往的收纳部件来进行保管或搬运后使用时,有时无法获得黏合剂膜的上述效果。基于这种研究结果,本发明人等进一步进行研究,结果得知,当使用可以与光固性组合物中的光聚合引发剂反应的化合物作为热固性组合物中的聚合性化合物时,在黏合剂膜的保管中及搬运中热固性组合物固化,连接电阻的降低效果减小。因此,基于通过源自残留于第一黏合剂层中的光聚合引发剂的自由基而进行热固性组合物中的聚合性化合物的聚合这一推测,本发明人等进一步进行研究,结果发现,通过制成具备上述特定的收纳部件的黏合剂膜收纳套组,能够抑制保管时或搬运时的热固性组合物的固化,能够维持黏合剂膜的连接电阻的降低效果。
即,根据本发明的一方面的黏合剂膜收纳套组,在使用可以与光固性组合物中的光聚合引发剂反应的化合物作为热固性组合物中的聚合性化合物时,能够抑制黏合剂膜的保管时或搬运时的该热固性组合物的固化,能够维持黏合剂膜的连接电阻的降低效果。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够抑制电路连接结构体的制造时发生的导电粒子的流动,且能够抑制在高温高湿环境下使用电路连接结构体时发生的电路部件与黏合剂膜的界面处的剥离的电路连接用黏合剂膜及其制造方法。并且,根据本发明,能够提供一种使用这种黏合剂膜的电路连接结构体的制造方法。并且,根据本发明,能够提供一种具备这种黏合剂膜的黏合剂膜收纳套组。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的电路连接用黏合剂膜的示意剖视图。
图2是表示本发明的一实施方式的电路连接结构体的示意剖视图。
图3是表示本发明的一实施方式的电路连接结构体的制造工序的示意剖视图。
图4是表示本发明的一实施方式的黏合剂膜收纳套组的立体图。
具体实施方式
以下,视情况参考图式对本发明的实施方式进行详细说明。另外,本说明书中,使用“~”所表示的数值范围表示包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。并且,个别记载的上限值及下限值能够任意地组合。并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及与其所对应的甲基丙烯酸酯的至少一种。“(甲基)丙烯酰基”等其他类似的表述也相同。并且,“(聚)”是指前缀“聚”存在的情况及不存在的情况这两种。
<电路连接用黏合剂膜>
图1是表示一实施方式的电路连接用黏合剂膜的示意剖视图。如图1所示,电路连接用黏合剂膜1(以下也简称为“黏合剂膜1”)具备第一黏合剂层2及层叠于第一黏合剂层2上的第二黏合剂层3。
(第一黏合剂层)
第一黏合剂层2由光固性组合物的固化物(光固化物)形成。光固性组合物含有(A)聚合性化合物(以下也称为“(A)成分”)、(B)具有肟酯结构的光聚合引发剂(以下也称为“(B)成分”)及(C)导电粒子4(以下也称为“(C)成分”)。光固性组合物也可以进一步含有(D)热固性树脂(以下也称为“(D)成分”)及/或(E)热聚合引发剂(以下也称为“(E)成分”)。即,光固性组合物可以为光及热固性组合物。
第一黏合剂层2例如可以通过以下方式获得:通过对由光固性组合物形成的层照射光能量使(A)成分聚合,使光固性组合物固化。即,第一黏合剂层2由导电粒子4及使光固性组合物光固化而成的黏合剂成分5形成。黏合剂成分5中至少包含(A)成分的聚合物。黏合剂成分5可以含有未反应的(A)成分及(B)成分,也可以不含有未反应的(A)成分及(B)成分。
[(A)成分:聚合性化合物]
(A)成分例如为通过光聚合引发剂因光(例如紫外光)的照射产生的自由基、阳离子或阴离子而聚合的化合物。(A)成分可以为单体、低聚物或聚合物的任一种。作为(A)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。
(A)成分具有至少一个聚合性基团。从进一步提高连接电阻的降低效果、连接可靠性更优异的观点出发,聚合性基团优选为通过自由基而进行反应的自由基聚合性基团。即,(A)成分优选为自由基聚合性化合物。作为自由基聚合性基团,例如可以列举:乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、烯基、亚烯基、(甲基)丙烯酰基、马来酰亚胺基等。从聚合后容易获得用以降低连接电阻而所需的物理性质及交联密度的观点出发,(A)成分所具有的聚合性基团的数量可以为两个以上,从抑制聚合时的固化收缩的观点出发,(A)成分所具有的聚合性基团的数量可以为10个以下。从这些观点出发,(A)成分所具有的聚合性基团的数量可以为2~10个。从光照射后可获得均匀且稳定的膜(第一黏合剂层)的方面而言,优选为抑制聚合时的固化收缩。在本实施方式中,为了取得交联密度与固化收缩的平衡,除使用聚合性基团的数量为上述范围内的聚合性化合物之外,也可以追加使用聚合性基团的数量为上述范围外的聚合性化合物。
作为(A)成分的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、乙烯基醚化合物、烯丙基化合物、苯乙烯衍生物、丙烯酰胺衍生物、纳迪克酰亚胺(nadi imide)衍生物、天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、腈橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、羧基化腈橡胶等。
作为(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举:环氧(甲基)丙烯酸酯、(聚)胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酯、2-(2-乙氧基乙氧基)(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正月桂基酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性二官能(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三官能(甲基)丙烯酸酯、三环癸基丙烯酸酯、二羟甲基-三环癸烷二丙烯酸酯、2-羟基-1,3-二丙烯酰氧基丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基甲氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、2,2-二(甲基)丙烯酰氧基二乙基磷酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯等。
作为马来酰亚胺化合物,可列举:1-甲基-2,4-双马来酰亚胺苯、N,N'-间苯撑双马来酰亚胺、N,N'-对亚苯基双马来酰亚胺、N,N'-间甲苯双马来酰亚胺、N,N'-4,4-联苯撑双马来酰亚胺、N,N'-4,4-(3,3'-二甲基-联苯撑)双马来酰亚胺、N,N'-4,4-(3,3'-二甲基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N,N'-4,4-(3,3'-二乙基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N,N'-4,4-二苯基甲烷双马来酰亚胺、N,N'-4,4-二苯基丙烷双马来酰亚胺、N,N'-4,4-二苯基醚双马来酰亚胺、N,N'-3,3-二苯基砜双马来酰亚胺、2,2-双(4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-8(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基)丙烷、1,1-双(4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基)癸烷、4,4'-亚环己基-双(1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2-环己基)苯、2,2'-双(4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基)六氟丙烷等。
作为乙烯基醚化合物,可列举:二乙二醇二乙烯基醚、二丙二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚等。
作为烯丙基化合物,可列举1,3-二烯丙基邻苯二甲酸酯、1,2-二烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯等。
从固化反应速度与固化后的物理性质的平衡优异的观点出发,(A)成分优选为(甲基)丙烯酸酯化合物。从兼具用以降低连接电阻的凝集力与用以提高黏合力的伸长率、获得更优异的黏合特性的观点出发,(A)成分可以为(聚)胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。并且,从提高凝聚力、进一步降低连接电阻的观点出发,(A)成分可以为具有二环戊二烯骨架等高Tg骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。
从取得交联密度与固化收缩的平衡、进一步降低连接电阻、提高连接可靠性的观点出发,(A)成分可以为在丙烯酸树脂、苯氧基树脂、聚氨基甲酸酯树脂等热塑性树脂的末端或侧链导入有乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等聚合性基团的化合物(例如聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯)。此时,从交联密度与固化收缩的平衡优异的观点出发,(A)成分的重均分子量可以为3000以上,可以为5000以上,可以为1万以上。并且,从与其他成分的相容性优异的观点出发,(A)成分的重均分子量可以为100万以下,可以为50万以下,可以为25万以下。从这些观点出发,(A)成分的重均分子量可以为3000~100万,可以为5000~50万,可以为1万~25万。另外,重均分子量是指按照实施例中记载的条件,通过凝胶渗透色谱仪(gel-permeation chromatograph,GPC),且使用由标准聚苯乙烯所得的校准曲线而测定出的值。
作为(甲基)丙烯酸酯化合物,(A)成分优选为包含具有下述式(1)所表示的磷酸酯结构的自由基聚合性化合物。此时,对于无机物(金属等)的表面的黏合强度提高,因此优选电极彼此(例如电路电极彼此)的黏合。
Figure BDA0003253629040000081
式(1)中,n表示1~3的整数,R表示氢原子或甲基。
上述具有磷酸酯结构的自由基聚合性化合物例如可以通过使无水磷酸与(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯反应而获得。作为具有磷酸酯结构的自由基聚合性化合物的具体例,可列举单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酸式磷酸酯、二(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酸式磷酸酯等。
从容易获得用以降低连接电阻、提高连接可靠性而所需的交联密度的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(A)成分的含量可以为5质量%以上,可以为10质量%以上,可以为20质量%以上。从抑制聚合时的固化收缩的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(A)成分的含量可以为90质量%以下,可以为80质量%以下,可以为70质量%以下。从这些观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(A)成分的含量可以为5~90质量%,可以为10~80质量%,可以为20~70质量%。
[(B)成分:光聚合引发剂]
光固性组合物含有具有肟酯结构的光聚合引发剂作为(B)成分。
光聚合引发剂可以包括多个具有肟酯结构的光聚合引发剂。作为(B)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。
作为具有肟酯结构的化合物,优选使用具有下述式(VI)所表示的结构的化合物。
Figure BDA0003253629040000082
式(VI)中,R11、R12及R13分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、或包含芳香族系烃基的有机基团。
作为具有肟酯结构的化合物的具体例,可列举:1-苯基-1,2-丁二酮-2-(邻甲氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(邻甲氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-邻苯甲酰基肟、1,3-二苯基丙三酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基丙三酮-2-(邻苯甲酰基)肟、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基-,2-(邻苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(邻乙酰基肟)等。
从进一步提高导电粒子的流动抑制效果的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,具有肟酯结构的光聚合引发剂的含量为0.3质量%以上,优选为0.45质量%以上,更优选为0.55质量%以上,进一步优选为0.85质量%以上。从进一步提高剥离的抑制效果的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,具有肟酯结构的光聚合引发剂的含量为1.2质量%以下,优选为0.9质量%以下,更优选为0.6质量%以下。从这些观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,具有肟酯结构的光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%,优选为0.45~0.9质量%,更优选为0.45~0.6质量%。
除具有肟酯结构的光聚合引发剂以外,光固性组合物也可以进一步含有具有α-氨基烷基苯酮结构、氨基二苯甲酮结构、N-苯基甘氨酸结构、酰基氧化膦结构、安息香双甲醚结构、α-羟基烷基苯酮结构等结构的光聚合引发剂。
从进一步提高导电粒子的流动抑制效果的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,光聚合引发剂的含量的合计为0.3质量%以上,优选为0.45质量%以上,更优选为0.55质量%以上,进一步优选为0.85质量%以上。从进一步提高剥离的抑制效果的观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(B)成分的含量优选为1.2质量%以下,更优选为0.9质量%以下,进一步优选为0.6质量%以下。从这些观点出发,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(B)成分的含量优选为0.3~1.2质量%,更优选为0.45~0.9质量%,进一步优选为0.45~0.6质量%。
[(C)成分:导电粒子]
(C)成分只要为具有导电性的粒子则并无特别限制,可以为由Au、Ag、Ni、Cu、焊料等金属构成的金属粒子;由导电性碳构成的导电性碳粒子等。(C)成分也可以为具备核及包覆核的包覆层的包覆导电粒子,所述核包含非导电性的玻璃、陶瓷、塑料(聚苯乙烯等)等,所述包覆层包含上述金属或导电性碳。这些中,可优选使用具备如下核及包覆核的包覆层的包覆导电粒子,所述核包含由热熔融性金属形成的金属粒子或塑料,所述包覆层包含金属或导电性碳。此时,容易通过加热或加压使光固性组合物的固化物变形,因此在将电极彼此电连接时,能够增加电极与(C)成分的接触面积,从而使电极间的导电性进一步提高。
(C)成分可以为具备上述金属粒子、导电性碳粒子或包覆导电粒子及绝缘层的绝缘包覆导电粒子,所述绝缘层包含树脂等绝缘材料,且包覆该粒子的表面。若(C)成分为绝缘包覆导电粒子,则即便在(C)成分的含量多的情况下,也会因粒子的表面被树脂包覆而能够抑制由(C)成分彼此的接触引发短路,并且,也可提高相邻电极电路间的绝缘性。(C)成分可以单独使用上述的各种导电粒子的一种或组合使用两种以上。
(C)成分的最大粒径需要小于电极的最小间隔(相邻电极间的最短距离)。从分散性及导电性优异的观点出发,(C)成分的最大粒径可以为1.0μm以上,可以为2.0μm以上,也可以为2.5μm以上。从分散性及导电性优异的观点出发,(C)成分的最大粒径可以为50μm以下,可以为30μm以下,也可以为20μm以下。从这些观点出发,(C)成分的最大粒径可以为1.0~50μm,可以为2.0~30μm,也可以为2.5~20μm。本说明书中,对任意的300个(pcs)导电粒子,通过使用扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)的观察进行粒径的测定,将所获得的最大值设为(C)成分的最大粒径。另外,在(C)成分具有突起等并非球形的情况下,(C)成分的粒径设为与SEM的图像中的导电粒子外切的圆的直径。
从分散性及导电性优异的观点出发,(C)成分的平均粒径可以为1.0μm以上,可以为2.0μm以上,也可以为2.5μm以上。从分散性及导电性优异的观点出发,(C)成分的平均粒径可以为50μm以下,可以为30μm以下,也可以为20μm以下。从这些观点出发,(C)成分的平均粒径可以为1.0~50μm,可以为2.0~30μm,也可以为2.5~20μm。本说明书中,对任意的300个(pcs)导电粒子,通过使用扫描型电子显微镜(SEM)的观察进行粒径的测定,将所获得的粒径的平均值设为平均粒径。
第一黏合剂层2中,优选为(C)成分均匀地分散。从容易获得稳定的连接电阻的观点出发,第一黏合剂层2中的(C)成分的粒子密度可以为100pcs/mm2以上,可以为1000pcs/mm2以上,也可以为2000pcs/mm2以上。从提高相邻电极间的绝缘性的观点出发,第一黏合剂层2中的(C)成分的粒子密度可以为100000pcs/mm2以下,可以为50000pcs/mm2以下,也可以为10000pcs/mm2以下。从这些观点出发,第一黏合剂层2中的(C)成分的粒子密度可以为100~100000pcs/mm2,可以为1000~50000pcs/mm2,也可以为2000~10000pcs/mm2
从能够进一步提高导电性的观点出发,以第一黏合剂层中的总体积基准计,(C)成分的含量可以为0.1体积%以上,可以为1体积%以上,可以为5体积%以上。从容易抑制短路的观点出发,以第一黏合剂层中的总体积基准计,(C)成分的含量可以为50体积%以下,可以为30体积%以下,可以为20体积%以下。从这些观点出发,以第一黏合剂层中的总体积基准计,(C)成分的含量可以为0.1~50体积%,可以为1~30体积%,可以为5~20体积%。另外,以光固性组合物的总体积为基准的(C)成分的含量可以与上述范围相同。
[(D)成分:热固性树脂]
(D)成分为通过热而固化的树脂,具有至少一个热固性基团。(D)成分例如为通过热而与固化剂反应从而进行交联的化合物。作为(D)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。
从连接电阻的降低效果进一步提高、连接可靠性更优异的观点出发,热固性基团例如可以为环氧基、氧杂环丁烷基等。
作为(D)成分的具体例,可列举作为表氯醇与双酚A、双酚F、双酚AD等的反应产物的双酚型环氧树脂;作为表氯醇与苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等的反应产物的环氧酚醛清漆树脂;具有含萘环的骨架的萘系环氧树脂;缩水甘油胺、缩水甘油醚等一分子内具有两个以上的缩水甘油基的各种环氧化合物等环氧树脂。
以第一黏合剂层中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(D)成分的含量可以为30质量%以上,且可以为70质量%以下,也可以为30~70质量%。
在第一黏合剂层包含热固性树脂的情况下,第一黏合剂层可以进一步含有用于使热固性树脂固化的固化剂。作为固化剂,只要为通过热产生阳离子种的固化剂,则并无特别限制,能够根据目的而适当选择。作为固化剂,例如可列举锍盐、碘鎓盐等。关于固化剂的含量,例如相对于热固性树脂100质量份,可以为0.1质量份以上,且可以为50质量份以下,可以为0.1~50质量份。
[(E)成分:热聚合引发剂]
(E)成分可以为通过热而产生自由基、阳离子或阴离子的热聚合引发剂(热自由基聚合引发剂、热阳离子聚合引发剂或热阴离子聚合引发剂),从连接电阻的降低效果进一步提高、连接可靠性更优异的观点出发,优选为热自由基聚合引发剂。作为(E)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。
热自由基聚合引发剂通过热而分解,从而产生游离自由基。即,热自由基聚合引发剂为通过赋予来自外部的热能量而产生自由基的化合物。作为热自由基聚合引发剂,能够从以往已知的有机过氧化物及偶氮化合物中任意地选择。作为热自由基聚合引发剂,从进一步提高导电粒子的流动抑制效果及剥离的抑制效果的观点出发,优选为有机过氧化物,从稳定性、反应性及相容性的观点出发,更优选为一分钟半衰期温度为90~175℃且重均分子量为180~1000的有机过氧化物。通过一分钟半衰期温度处于该范围,储存稳定性更优异,自由基聚合性也足够高,能够在短时间内固化。
作为(E)成分的具体例,可列举:过氧化新癸酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化二月桂酰、过氧化新癸酸-1-环己基-1-甲基乙酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化三甲基乙酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧化)己烷、过氧化-2-乙基己酸-叔己酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化六氢邻苯二甲酸二-叔丁酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔戊酯、过氧化新癸酸-3-羟基-1,1-二甲基丁基酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化二(3-甲基苯甲酰)、过氧化二苯甲酰、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、过氧化异丙基单碳酸叔己酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰基过氧化)己烷、过氧化-2-乙基己基单碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧化)己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化三甲基己二酸二丁酯、过氧化正辛酸叔戊酯、过氧化异壬酸叔戊酯、过氧化苯甲酸叔戊酯等有机过氧化物;2,2'-偶氮双-2,4-二甲基戊腈、1,1'-偶氮双(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)、2,2'-偶氮双异丁腈、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、1,1'-偶氮双(1-环己烷甲腈)等偶氮化合物等。
从快速固性优异的观点、以及导电粒子的流动抑制效果及剥离的抑制效果进一步提高的观点出发,以第一黏合剂层中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(E)成分的含量可以为0.1质量%以上,可以为0.5质量%以上,也可以为1质量%以上。从适用期(potlife)的观点出发,以第一黏合剂层中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(E)成分的含量可以为20质量%以下,可以为10质量%以下,也可以为5质量%以下。从这些观点出发,以第一黏合剂层中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,(E)成分的含量可以为0.1~20质量%,可以为0.5~10质量%,也可以为1~5质量%。第一黏合剂层2也可以不含有(E)成分。另外,以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准的(E)成分的含量可以与上述范围相同。
[其他成分]
光固性组合物可以进一步含有除(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及(E)成分以外的其他成分。作为其他成分,例如可列举热塑性树脂、偶联剂、填充材料及上述的固化剂。这些成分也可以含有于第一黏合剂层2中。
作为热塑性树脂,例如可列举:苯氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂、丙烯酸橡胶等。在光固性组合物含有热塑性树脂的情况下,能够容易形成第一黏合剂层。并且,在光固性组合物含有热塑性树脂的情况下,能够缓和光固性组合物的固化时产生的第一黏合剂层的应力。并且,在热塑性树脂具有羟基等官能团的情况下,第一黏合剂层的黏合性容易提高。关于热塑性树脂的含量,例如以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,可以为5质量%以上,且可以为80质量%以下,可以为5~80质量%。
作为偶联剂,可列举具有(甲基)丙烯酰基、巯基、氨基、咪唑基、环氧基等有机官能团的硅烷偶联剂;四烷氧基硅烷等硅烷化合物;四烷氧基钛酸酯衍生物、聚二烷基钛酸酯衍生物等。在光固性组合物含有偶联剂的情况下,能够进一步提高黏合性。关于偶联剂的含量,例如以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,可以为0.1质量%以上,且可以为20质量%以下,可以为0.1~20质量%。
作为填充材料,例如可列举非导电性的填料(例如非导电粒子)。在光固性组合物含有填充材料的情况下,能够进一步期待连接可靠性的提高。填充材料可以为无机填料及有机填料的任一种。作为无机填料,例如可列举二氧化硅微粒子、氧化铝微粒子、二氧化硅-氧化铝微粒子、二氧化钛微粒子、氧化锆微粒子等金属氧化物微粒子;氮化物微粒子等无机微粒子。作为有机填料,例如可列举硅酮微粒子、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯微粒子、丙烯酸-硅酮微粒子、聚酰胺微粒子、聚酰亚胺微粒子等有机微粒子。这些微粒子可以具有均匀的结构,也可以具有核-壳型结构。填充材料的最大直径优选为小于导电粒子4的最小粒径。关于填充材料的含量,例如以光固性组合物的总体积为基准,可以为1体积%以上,且可以为30体积%以下,也可以为1~30体积%。
光固性组合物也可以含有软化剂、促进剂、劣化抑制剂、着色剂、阻燃剂、触变剂等其他添加剂。以光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,这些添加剂的含量例如可以为0.1~10质量%。这些添加剂也可以含有于第一黏合剂层2中。
第一黏合剂层2也可以包含未反应的(B)成分。推测为,在将本实施方式的黏合剂膜1收纳于以往的收纳部件来进行保管及搬运时,在第一黏合剂层2中残留未反应的(B)成分,因而在保管中及搬运中,第二黏合剂层3中的热固性组合物的一部分固化,黏合剂膜1的连接电阻的降低效果减小。因此,在第一黏合剂层2包含(B)成分的情况下,通过将黏合剂膜1收纳于后述的收纳部件,可防止连接电阻的降低效果的减小。
从容易在相对电极间捕捉导电粒子4、能够进一步降低连接电阻的观点出发,第一黏合剂层2的厚度d1可以为导电粒子4的平均粒径的0.1倍以上,可以为0.2倍以上,可以为0.3倍以上。从在热压接时导电粒子夹于相对电极间时,导电粒子更容易压坏,可进一步降低连接电阻的观点出发,第一黏合剂层2的厚度d1可以为导电粒子4的平均粒径的0.8倍以下,可以为0.7倍以下。从这些观点出发,第一黏合剂层2的厚度d1可以为导电粒子4的平均粒径的0.1~0.8倍,可以为0.2~0.8倍,可以为0.3~0.7倍。另外,第一黏合剂层2的厚度d1是指位于相邻的导电粒子4、导电粒子4的隔开部分的第一黏合剂层的厚度。
在第一黏合剂层2的厚度d1与导电粒子4的平均粒径满足如上所述的关系的情况下,例如,如图1所示,第一黏合剂层2中的导电粒子4的一部分可以从第一黏合剂层2突出至第二黏合剂层3侧。此时,第一黏合剂层2与第二黏合剂层3的边界S位于相邻的导电粒子4、导电粒子4的隔开部分。通过以沿着导电粒子的表面的方式在导电粒子上存在边界S,而在第一黏合剂层2中的导电粒子4可以不从第一黏合剂层2突出至第二黏合剂层3侧的情况下,满足上述关系。导电粒子4可以不在第一黏合剂层2的与第二黏合剂层3侧相反的一侧的表面2a露出,相反侧的表面2a为平坦面。第一黏合剂层2的厚度d1与导电粒子4的最大粒径的关系可以与上述相同。例如,第一黏合剂层2的厚度d1可以为导电粒子4的最大粒径的0.1~0.8倍,可以为0.2~0.8倍,可以为0.3~0.7倍。
第一黏合剂层2的厚度d1可以根据所黏合的电路部件的电极高度等而适当设定。第一黏合剂层2的厚度d1例如可以为0.5μm以上,且可以为20μm以下,可以为0.5~20μm。另外,在导电粒子4的一部分从第一黏合剂层2的表面露出(例如突出至第二黏合剂层3侧)的情况下,从第一黏合剂层2的与第二黏合剂层3侧相反的一侧的表面2a至位于相邻的导电粒子4、导电粒子4的隔开部分的第一黏合剂层2与第二黏合剂层3的边界S为止的最短距离(图1中以d1表示的距离)为第一黏合剂层2的厚度,导电粒子4的露出部分不包含于第一黏合剂层2的厚度中。导电粒子4的露出部分的长度例如可以为0.1μm以上,且可以为20μm以下,可以为0.1~20μm。
黏合剂层的厚度能够通过以下方法进行测定。首先,将黏合剂膜夹入在两片玻璃(厚度:1mm左右)。接着,利用由双酚A型环氧树脂(商品名:JER811,Mitsubishi ChemicalCorporation制造)100g及固化剂(商品名:艾波忙特(Epomount)固化剂,Refine Tec Ltd.制造)10g形成的树脂组合物进行浇铸。然后,使用研磨机进行截面研磨,使用扫描型电子显微镜(SEM,商品名:SE-8020,Hitachi High-Tech Corporation制造)测定各黏合剂层的厚度。
(第二黏合剂层)
第二黏合剂层3例如由含有(a)聚合性化合物(以下也称为(a)成分)及(b)热聚合引发剂(以下也称为(b)成分)的热固性组合物形成。构成第二黏合剂层3的热固性组合物为电路连接时能够流动的热固性组合物,例如为未固化的热固性组合物。
[(a)成分:聚合性化合物]
(a)成分例如为通过热聚合引发剂因热产生的自由基、阳离子或阴离子而聚合的化合物。作为(a)成分,能够使用作为(A)成分而例示的化合物。从低温短时间下的连接容易、连接电阻的降低效果进一步提高、连接可靠性更优异的观点出发,(a)成分优选为具有通过自由基而反应的自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。(a)成分中的优选自由基聚合性化合物的例子及优选自由基聚合性化合物的组合与(A)成分相同。在(a)成分为自由基聚合性化合物且第一黏合剂层中的(B)成分为光自由基聚合引发剂的情况下,通过将黏合剂膜收纳于后述的收纳部件,而有显著抑制黏合剂膜的保管时或搬运时的热固性组合物的固化的倾向。
(a)成分可以为单体、低聚物或聚合物的任一种。作为(a)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。(a)成分可以与(A)成分相同也可以不同。
从容易获得用以降低连接电阻、提高连接可靠性而所需的交联密度的观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(a)成分的含量可以为10质量%以上,可以为20质量%以上,可以为30质量%以上。从能够抑制聚合时的固化收缩,可获得良好的可靠性的观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(a)成分的含量可以为90质量%以下,可以为80质量%以下,可以为70质量%以下。从这些观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(a)成分的含量可以为10~90质量%,可以为20~80质量%,可以为30~70质量%。
[(b)成分:热聚合引发剂]
作为(b)成分,能够使用与(E)成分相同的热聚合引发剂。作为(b)成分,可以单独使用一种化合物,也可以组合使用多种化合物。(b)成分优选为热自由基聚合引发剂。(b)成分中优选的热自由基聚合引发剂的例子与(E)成分相同。
从连接电阻的降低效果进一步提高、连接可靠性更优异的观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(b)成分的含量可以为0.1质量%以上,可以为0.5质量%以上,可以为1质量%以上。从适用期的观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(b)成分的含量可以为30质量%以下,可以为20质量%以下,可以为10质量%以下。从这些观点出发,以热固性组合物的总质量基准计,(b)成分的含量可以为0.1~30质量%,可以为0.5~20质量%,可以为1~10质量%。
[其他成分]
热固性组合物可以进一步含有除(a)成分及(b)成分以外的其他成分。作为其他成分,例如可列举热塑性树脂、偶联剂、填充材料、软化剂、促进剂、劣化抑制剂、着色剂、阻燃剂、触变剂等。其他成分的详细情况与第一黏合剂层2中的其他成分的详细情况相同。
热固性组合物也可以含有与上述的(D)成分相同的热固性树脂来代替(a)成分及(b)成分,或者除(a)成分及(b)成分以外还含有与上述的(D)成分相同的热固性树脂。此时,热固性组合物也可以含有用于使上所的热固性树脂固化的固化剂。在使用热固性树脂来代替(a)成分及(b)成分的情况下,关于热固性组合物中的热固性树脂的含量,例如以热固性组合物的总质量为基准,可以为20质量%以上,且可以为80质量%以下,可以为20~80质量%。在除了(a)成分及(b)成分以外还使用热固性树脂的情况下,关于热固性组合物中的热固性树脂的含量,例如以热固性组合物的总质量为基准,可以为20质量%以上,且可以为80质量%以下,可以为20~80质量%。固化剂的含量可以与作为光固性组合物中的固化剂的含量所记载的范围相同。
关于第二黏合剂层3中的导电粒子4的含量,例如以第二黏合剂层的总质量基准计,可以为1质量%以下,也可以为0质量%。第二黏合剂层3优选不包含导电粒子4。
第二黏合剂层3的厚度d2可根据所黏合的电路部件的电极高度等而适当设定。从能够充分填充电极间的空间而将电极密封,可获得更良好的连接可靠性的观点出发,第二黏合剂层3的厚度d2可以为5μm以上,且可以为200μm以下,可以为5~200μm。另外,在导电粒子4的一部分从第一黏合剂层2的表面露出(例如突出至第二黏合剂层3侧)的情况下,从第二黏合剂层3的与第一黏合剂层2侧相反的一侧的表面3a至位于相邻的导电粒子4、导电粒子4的隔开部分的第一黏合剂层2与第二黏合剂层3的边界S为止的距离(图1中以d2表示的距离)为第二黏合剂层3的厚度。
从能够充分填充电极间的空间而将电极密封,获得更良好的可靠性的观点出发,第一黏合剂层2的厚度d1相对于第二黏合剂层3的厚度d2之比(第一黏合剂层2的厚度d1/第二黏合剂层3的厚度d2)可以为1以上,且可以为100以下。
黏合剂膜1的厚度(构成黏合剂膜1的所有层的厚度的合计;图1中,第一黏合剂层2的厚度d1及第二黏合剂层3的厚度d2的合计)例如可为5μm以上,且可以为200μm以下,可以为5~200μm。
黏合剂膜1中,导电粒子4分散于第一黏合剂层2中。因此,黏合剂膜1为具有各向异性导电性的各向异性导电性黏合剂膜。黏合剂膜1用于介于具有第一电极的第一电路部件与具有第二电极的第二电路部件之间,对第一电路部件及第二电路部件进行热压接,从而使第一电极及第二电极彼此电连接。
根据黏合剂膜1,能够抑制在电路连接结构体的制造时发生的导电粒子的流动,且能够抑制在高温高湿环境下使用电路连接结构体时发生的电路部件与由黏合剂膜所形成的电路连接部的界面处的剥离。
以上,对本实施方式的电路连接用黏合剂膜进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。
例如,电路连接用黏合剂膜可以为由第一黏合剂层及第二黏合剂层的这两层构成的膜,也可以为具备除第一黏合剂层及第二黏合剂层以外的层(例如第三黏合剂层)的由三层以上的层构成的膜。第三黏合剂层可以为具有与针对第一黏合剂层或第二黏合剂层在上面所描述的组成相同的组成的层,可以为具有与针对第一黏合剂层或第二黏合剂层在上面所描述的厚度相同的厚度的层。电路连接用黏合剂膜例如可以在第一黏合剂层的与第二黏合剂层相反的一侧的表面上进一步具备第三黏合剂层。即,电路连接用黏合剂膜例如是以第二黏合剂层、第一黏合剂层及第三黏合剂层的顺序层叠而成。此时,第三黏合剂层例如与第二黏合剂层相同地由热固性组合物形成。
并且,所述实施方式的电路连接用黏合剂膜为具有各向异性导电性的各向异性导电性黏合剂膜,但电路连接用黏合剂膜也可以为不具有各向异性导电性的导电性黏合剂膜。
<电路连接用黏合剂膜的制造方法>
本实施方式的电路连接用黏合剂膜1的制造方法例如具备:准备上述的第一黏合剂层2的准备工序(第一准备工序);及在第一黏合剂层2上层叠上述的第二黏合剂层3的层叠工序。电路连接用黏合剂膜1的制造方法可以进一步具备:准备第二黏合剂层3的准备工序(第二准备工序)。
在第一准备工序中,例如,在基材上形成第一黏合剂层2而获得第一黏合剂膜,由此准备第一黏合剂层2。具体而言,首先将(A)成分、(B)成分及(C)成分、以及根据需要添加的(D)成分及(E)成分等其他成分添加到有机溶剂中,通过搅拌混合、混炼等进行溶解或分散,从而制备清漆组合物(光固性组合物的清漆)。然后,在实施了脱模处理的基材上,使用刮刀涂布机、辊涂机、敷料器、缺角轮涂布机、模具涂布机等来涂布清漆组合物后,通过加热使有机溶剂挥发,从而在基材上形成由光固性组合物形成的层。接着,通过对由光固性组合物形成的层照射光使光固性组合物固化,从而在基材上形成第一黏合剂层2(固化工序)。由此,获得第一黏合剂膜。
作为清漆组合物的制备中使用的有机溶剂,优选为具有可以将各成分均匀地溶解或分散的特性的有机溶剂,例如可列举甲苯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等。这些有机溶剂能够单独使用或组合两种以上而使用。制备清漆组合物时的搅拌混合及混炼例如能够使用搅拌机、研磨机、三辊、球磨机、珠磨机或均质机来进行。
作为基材,只要为具有可耐受使有机溶剂挥发时的加热条件的耐热性的基材则并无特别限制,例如能够使用由延伸聚丙烯(oriented polypropylene,OPP)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚烯烃、聚乙酸酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺、纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、合成橡胶系、液晶聚合物等形成的基材(例如膜)。
使有机溶剂从涂布于基材的清漆组合物挥发时的加热条件优选为设为有机溶剂充分挥发的条件。加热条件例如可以为40℃以上且120℃以下、0.1分钟以上且10分钟以下。
固化工序中的光的照射中,优选为使用波长150~750nm的范围内的照射光(例如紫外光)。光的照射例如能够使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、金属卤化物灯、发光二极体(light-emitting diode,LED)光源等来进行。光的照射量并无特别限定,例如以波长365nm的光的累计光量计,可以为100mJ/cm2以上,可以为200mJ/cm2以上,也可以为300mJ/cm2以上。光的照射量例如以波长365nm的光的累计光量计,可以为10000mJ/cm2以下,可以为5000mJ/cm2以下,可以为3000mJ/cm2以下。
在第二准备工序中,除使用(a)成分及(b)成分以及根据需要而添加的其他成分及不进行光照射以外,与第一准备工序相同地在基材上形成第二黏合剂层3而获得第二黏合剂膜,由此准备第二黏合剂层3。
在层叠工序中,可以通过将第一黏合剂膜与第二黏合剂膜贴合而在第一黏合剂层2上层叠第二黏合剂层3,也可以通过在第一黏合剂层2上涂布使用(a)成分及(b)成分以及根据需要而添加的其他成分而获得的清漆组合物(热固性组合物的清漆),使有机溶剂挥发而在第一黏合剂层2上层叠第二黏合剂层3。层叠工序也可以在第一准备工序的中途进行。例如,也可以在形成由光固性组合物形成的层后,进行层叠工序,获得具备由光固性组合物形成的层(第一黏合剂层2的前体)和由热固性组合物形成的层(第二黏合剂层3)的层叠体。此时,可以通过对所获得的层叠体照射光使由光固性组合物形成的层固化,完成第一准备工序。
作为使第一黏合剂膜与第二黏合剂膜贴合的方法,例如可列举加热压、辊层压、真空层压等方法。层压例如可以在0~80℃的温度条件下进行。
<电路连接结构体及其制造方法>
以下,对使用上述的电路连接用黏合剂膜1作为电路连接材料的电路连接结构体及其制造方法进行说明。
图2是表示一实施方式的电路连接结构体的示意剖视图。如图2所示,电路连接结构体10具备:具有第一电路基板11及形成于第一电路基板11的主面11a上的第一电极12的第一电路部件13;具有第二电路基板14及形成于第二电路基板14的主面14a上的第二电极15的第二电路部件16;及配置于第一电路部件13及第二电路部件16之间,将第一电极12及第二电极15彼此电连接的电路连接部17。
第一电路部件13及第二电路部件16彼此可相同也可以不同。第一电路部件13及第二电路部件16可以为形成有电极的玻璃基板或塑料基板、印刷线路板、陶瓷线路板、柔性线路板、半导体硅集成电路(integrated circuit,IC)晶片等。第一电路基板11及第二电路基板14可以由半导体、玻璃、陶瓷等无机物,聚酰亚胺、聚碳酸酯等有机物,玻璃/环氧等复合物等形成。第一电极12及第二电极15可以由金、银、锡、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铜、铝、钼、钛、铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)、铟镓锌氧化物(Indiumgallium Zinc Oxide,IGZO)等形成。第一电极12及第二电极15可以为电路电极,也可以为凸块(bump)电极。可以为第一电极12及第二电极15的至少一种为凸块电极。图2中,第二电极15为凸块电极。
电路连接部17由上述的黏合剂膜1的固化物形成。电路连接部17例如具有:第一区域18,位于第一电路部件13与第二电路部件16彼此相对的方向(以下“相对方向”)上的第一电路部件13侧,由上述的光固性组合物的除导电粒子4以外的(A)成分、(B)成分等成分的固化物形成;第二区域19,位于相对方向上的第二电路部件16侧,由含有(a)成分、(b)成分等的上述的热固性组合物的固化物形成;以及导电粒子4,至少介于第一电极12及第二电极15之间来将第一电极12及第二电极15彼此电连接。电路连接部也可以不必如第一区域18及第二区域19般具有两个区域,例如也可以由上述的光固性组合物的除导电粒子4以外的成分的固化物与上述的热固性组合物的固化物混合存在的固化物形成。
图3是表示电路连接结构体10的制造方法的示意剖视图。如图3所示,电路连接结构体10的制造方法例如包括:使上述的黏合剂膜1介于具有第一电极12的第一电路部件13与具有第二电极15的第二电路部件16之间,对第一电路部件13及第二电路部件16进行热压接,从而使第一电极12及第二电极15彼此电连接的工序。
具体而言,如图3的(a)所示,首先,准备第一电路部件13和第二电路部件16,所述第一电路部件13具备第一电路基板11及形成于第一电路基板11的主面11a上的第一电极12,所述第二电路部件16具备第二电路基板14及形成于第二电路基板14的主面14a上的第二电极15。
接着,以第一电极12与第二电极15彼此相对的方式配置第一电路部件13与第二电路部件16,在第一电路部件13与第二电路部件16之间配置黏合剂膜1。例如,如图3的(a)所示,以第一黏合剂层2侧与第一电路部件13的安装面11a相对的方式,将黏合剂膜1层压于第一电路部件13上。接着,以第一电路基板11上的第一电极12与第二电路基板14上的第二电极15彼此相对的方式,在层压有黏合剂膜1的第一电路部件13上配置第二电路部件16。
并且,如图3的(b)所示,一边对第一电路部件13、黏合剂膜1及第二电路部件16进行加热,一边在厚度方向上对第一电路部件13与第二电路部件16进行加压,由此将第一电路部件13与第二电路部件16彼此热压接。此时,如图3的(b)中箭头所示,第二黏合剂层3由能够流动的未固化的热固性组合物形成,因此以填埋第二电极15、第二电极15间的空隙的方式流动,并且通过上述加热而固化。由此,第一电极12及第二电极15经由导电粒子4彼此电连接,并且,第一电路部件13及第二电路部件16彼此黏合,获得图2所示的电路连接结构体10。在本实施方式的电路连接结构体10的制造方法中,由于第一黏合剂层2为预先固化的层,因此导电粒子4固定于第一黏合剂层2中,并且,第一黏合剂层2在上述热压接时几乎不流动,而在相对电极间有效率地捕捉导电粒子,因此相对的电极12及电极15间的连接电阻降低。因此,获得连接可靠性优异的电路连接结构体。
<黏合剂膜收纳套组>
图4是表示一实施方式的黏合剂膜收纳套组的立体图。如图4所示,黏合剂膜收纳套组20具备:电路连接用黏合剂膜1、卷绕有该黏合剂膜1的卷轴21及收纳黏合剂膜1和卷轴21的收纳部件22。
如图4所示,黏合剂膜1例如为带状。带状的黏合剂膜1例如是通过将片状的卷料以根据用途的宽度裁断为长条状而制作。可以在黏合剂膜1的其中一个面上设置基材。作为基材,能够使用上述的PET膜等基材。
卷轴21具备:具有卷绕黏合剂膜1的卷芯23的第一侧板24及以夹着卷芯23而与第一侧板24相对的方式配置的第二侧板25。
第一侧板24例如是由塑料形成的圆板,在第一侧板24的中央部分设置有截面圆形的开口部。
第一侧板24具有的卷芯23为卷绕黏合剂膜1的部分。卷芯23例如由塑料形成,形成为厚度与黏合剂膜1的宽度相同的圆环状。卷芯23以包围第一侧板24的开口部的方式固定于第一侧板24的内侧面。并且,在卷轴21的中央部设置有作为供卷绕装置或输出装置(未图示)的旋转轴插入的部分的轴孔26。当在该轴孔26中塞入卷绕装置或输出装置的旋转轴的状态下驱动旋转轴时,卷轴21便会旋转而不会空转。也可以在轴孔26中嵌入收纳干燥剂的干燥剂收纳容器。
第二侧板25与第一侧板24相同地,例如是由塑料形成的圆板,在第二侧板25的中央部分设置有与第一侧板24的开口部直径相同的截面圆形的开口部。
收纳部件22例如呈袋状,收纳黏合剂膜1及卷轴21。收纳部件22具有用于将黏合剂膜1及卷轴21收纳(插入)至收纳部件22内部的插入口27。
收纳部件22具有能够从外部可见收纳部件22内部的可见部28。图4所示的收纳部件22构成为收纳部件22的整体成为可见部28。
可见部28具有对可见光的透射性。例如,在以波长450~750nm的范围测定可见部28对于光的透射率时,在波长450~750nm之间存在至少一个光的透射率的平均值为30%以上且波长宽度为50nm的区域。可见部28对于光的透射率可通过制作将可见部28切成规定大小的试样,并利用紫外可见分光光度计测定试样对光的透射率而获得。收纳部件22具有这种可见部28,因此从收纳部件22的外部也能够确认到收纳部件22内部的例如贴附于卷轴21的产品名、批号、有效日期等各种信息。由此,能够期待防止混入错误的产品及分类作业变得有效率。
可见部28对于波长365nm的光的透射率为10%以下。可见部28对于波长365n m的光的透过率为10%以下,因此能够抑制由从收纳部件22的外部入射至内部的光及残留于第一黏合剂层2中的光聚合引发剂所引起的热固性组合物的固化。结果,能够维持黏合剂膜1的连接电阻的降低效果,在将黏合剂膜1用于电路部件彼此的连接时,能够降低相对电极间的连接电阻。从进一步抑制自光聚合引发剂产生自由基的观点出发,可见部28对于波长365nm的光的透射率优选为10%以下,更优选为5%以下,进一步优选为1%以下,尤其优选为0.1%以下。
从相同的观点出发,可见部28中的能够从上述光聚合引发剂((B)成分)产生自由基、阳离子或阴离子的波长区域下的光的透射率的最大值优选为10%以下,更优选为5%以下,进一步优选为1%以下,尤其优选为0.1%以下。具体而言,可见部28对于波长254~405nm的光的透射率的最大值优选为10%以下,更优选为5%以下,进一步优选为1%以下,尤其优选为0.1%以下。
可见部28(收纳部件22)例如由厚度10~5000μm的片材形成。该片材由可见部28对于波长365nm的光的透射率为10%以下的材料构成。这种材料可以由一种成分形成,也可以由多种成分形成。作为该材料,例如可列举低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、玻璃等。这些材料也可以包含紫外线吸收剂。可见部28也可以具有通过层叠透光性不同的多个层而形成的层叠结构。此时,构成可见部28的各层可以由上述的材料形成。
为了防止收纳时空气从外部的侵入,插入口27例如可以通过利用密封机等进行封闭而密闭。此时,优选在封闭插入口27之前预先将收纳部件22内的空气抽吸去除。能够期待从收纳的初始阶段起收纳部件22内的湿气变少,且防止空气从外部进入。并且,通过收纳部件22的内表面与卷轴21密合,能够防止因搬运时的振动使收纳部件22的内表面与卷轴21的表面摩擦而产生异物,并且能够防止对卷轴21的侧板24、侧板25的外侧面的刮伤。
在上述实施方式中,收纳部件构成为收纳部件的整体成为可见部,但在另一实施方式中,收纳部件也可以在收纳部件的一部分具有可见部。例如,收纳部件可以在收纳部件的侧面的大致中央具有矩形形状的可见部。此时,收纳部件的除可见部以外的部分可以呈黑色,以便不透过例如紫外光及可见光。
并且,在上述实施方式中,收纳部件的形状为袋状,收纳部件例如也可以为箱状。收纳部件优选带有用于开封的切痕。此时,使用时的开封作业变容易。
实施例
以下,通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不限定于实施例。
<聚氨酯丙烯酸酯(UA1)的合成>
在具备搅拌机、温度计、具有氯化钙干燥管的回流冷却管及氮气导入管的反应容器中,经3小时均匀地滴加聚(1,6-己二醇碳酸酯)(商品名:Duranol T5652,Asahi KaseiCorporation.制造,数均分子量为1000)2500质量份(2.50mol)及异佛尔酮二异氰酸酯(Sigma-Aldrich Co.LLC制造)666质量份(3.00mol)。接着,向反应容器中充分地导入氮气后,将反应容器内加热至70~75℃来进行反应。接着,向反应容器中添加对苯二酚单甲基醚(Sigma-Aldrich Co.LLC制造)0.53质量份(4.3mmol)及二月桂酸二丁基锡(Sigma-AldrichCo.LLC制造)5.53质量份(8.8mmol)后,加入丙烯酸2-羟基乙酯(Sigma-Aldrich Co.LLC制造)238质量份(2.05mol),在空气环境下以70℃反应6小时。由此而获得聚氨酯丙烯酸酯(UA1)。聚氨酯丙烯酸酯(UA1)的重均分子量为15000。另外,重均分子量是按照下述条件,通过凝胶渗透色谱仪(GPC)并使用由标准聚苯乙烯所得的校准曲线而测定。
(测定条件)
装置:TOSOH CORPORATION制造的GPC-8020
检测器:TOSOH CORPORATION制造的RI-8020
管柱:Showa Denko Materials co.,Ltd.制造的Gelpackg LA160S+GLA150S
试样浓度:120mg/3mL
溶媒:四氢呋喃
注入量:60μL
压力:2.94×106Pa(30kgf/cm2)
流量:1.00mL/min
<导电粒子的制作>
在聚苯乙烯粒子的表面上,以层的厚度为0.2μm的方式形成由镍形成的层。如此获得平均粒径4μm、最大粒径4.5μm、比重2.5的导电粒子。
<聚酯氨基甲酸酯树脂的制备方法>
在具备搅拌机、温度计、冷凝器、真空发生装置及氮气导入管的带有加热器的不锈钢制高压釜中,投入间苯二甲酸48质量份及新戊二醇37质量份,进而,投入作为催化剂的四丁氧基钛酸酯0.02质量份。接着,在氮气流下升温至220℃,直接搅拌8小时。然后,减压至大气压(760mmHg),冷却至室温。由此,析出白色的沉淀物。接着,取出白色的沉淀物,水洗后,通过进行真空干燥而获得聚酯多元醇。将所获得的聚酯多元醇充分干燥后,溶解于MEK(甲基乙基酮)中,投入至安装有搅拌机、滴液漏斗、回流冷却机及氮气导入管的四口烧瓶中。并且,投入相对于聚酯多元醇100质量份成为0.05质量份的量的月桂酸二丁基锡作为催化剂,将相对于聚酯多元醇100质量份成为50质量份的量的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯溶解于MEK中并利用滴液漏斗进行投入,在80℃下搅拌4小时,由此获得作为目标的聚酯氨基甲酸酯树脂。
<光固性组合物的清漆(清漆组合物)的制备>
将以下所示的成分以表1所示的调配量(质量份)进行混合,制备光固性组合物1~8的清漆。
(聚合性化合物)
A1:二环戊二烯型二丙烯酸酯(商品名:DCP-A,TOAGOSEI CO.,LTD.制造)
A2:如上所述合成的聚氨酯丙烯酸酯(UA1)
A3:2-甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯(商品名:Light Ester P-2M,KY OEISHACHEMICAL Co.,LTD.制造)
(光聚合引发剂)
B1:1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基-,2-(邻苯甲酰基肟)](商品名:Irgacure(注册商标)OXE01,BASF SE制造)
B2:乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(邻乙酰基肟)(商品名:Irgacure(注册商标)OXE02,BASF SE制造)
(导电粒子)
C1:如上所述般制作的导电粒子
(热聚合引发剂)
E1:过氧化苯甲酰(商品名:NYPER BMT-K40,NOF CORPORATION制造)
(热塑性树脂)
F1:如上所述合成的聚酯氨基甲酸酯树脂
(偶联剂)
G1:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(商品名:KBM503,Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造)
(填充材料)
H1:二氧化硅微粒子(商品名:R104,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造,平均粒径(一次粒径):12nm)
(溶剂)
I1:甲基乙基酮
[表1]
Figure BDA0003253629040000271
<热固性组合物的清漆(清漆组合物)的制备>
作为聚合性化合物a1~a3、热聚合引发剂b1、偶联剂g1、填充材料h1及溶剂i1,使用与光固性组合物中的聚合性化合物A1~A3、热聚合引发剂E1、偶联剂G1、填充材料H1及溶剂I1相同成分,热塑性树脂f1使用以下所示的成分,将这些成分以表2所示的调配量(质量份)进行混合,制备热固性组合物1的清漆。
(热塑性树脂)
f1:苯氧基树脂(商品名:PKHC,Union Carbide Corporation制造)
[表2]
Figure BDA0003253629040000281
(实施例1)
[第一黏合剂膜的制作]
使用涂敷装置将光固性组合物1的清漆涂布于厚度50μm的PET膜上。接着,进行70℃、3分钟的热风干燥,在PET膜上形成由厚度(干燥后的厚度)为4μm的光固性组合物1形成的层。此处的厚度使用接触式厚度计进行测定。另外,若使用接触式厚度计则反映导电粒子的大小,测定存在导电粒子的区域的厚度。因此,在层叠第二黏合剂层,制作两层结构的电路连接用黏合剂膜之后,通过后述的方法,测定位于相邻的导电粒子的隔开部分的第一黏合剂层的厚度。
接着,对由光固性组合物1形成的层,使用金属卤化物灯以累计光量为1500mJ/cm2的方式进行光照射,使聚合性化合物聚合。由此,使光固性组合物1固化,形成第一黏合剂层。通过以上操作,获得在PET膜上具备第一黏合剂层的第一黏合剂膜(存在导电粒子的区域的厚度:4μm)。此时的导电粒子密度为约7000pcs/mm2
[第二黏合剂膜的制作]
使用涂敷装置将热固性组合物1的清漆涂布于厚度50μm的PET膜上。接着,进行70℃、3分钟的热风干燥,在PET膜上形成厚度为8μm的第二黏合剂层(由热固性组合物1形成的层)。通过以上操作,获得在PET膜上具备第二黏合剂层的第二黏合剂膜。
[电路连接用黏合剂膜的制作]
将第一黏合剂膜与第二黏合剂膜以各自的黏合剂层相对的方式配置,一边与作为基材的PET膜一起在40℃下进行加热,一边利用辊层压机进行层压。由此,制作由第一黏合剂层与第二黏合剂层层叠而成的两层结构的电路连接用黏合剂膜。
通过以下方法来测定所制作的电路连接用黏合剂膜的第一黏合剂层的厚度。首先,将电路连接用黏合剂膜夹入于两片玻璃(厚度:1mm左右),利用由双酚A型环氧树脂(商品名:JER811,Mitsubishi Chemical Corporation制造)100g及固化剂(商品名:艾波忙特(Epomount)固化剂、Refine Tec Ltd.制造)10g形成的树脂组合物进行浇铸。然后,使用研磨机进行截面研磨,使用扫描型电子显微镜(SEM,商品名:SE-8020,Hitachi High-TechCorporat ion制造)测定位于相邻的导电粒子的隔开部分的第一黏合剂层的厚度。第一黏合剂层的厚度为2μm。
[电路连接结构体的制作]
隔着所制作的电路连接用黏合剂膜,对间距25μm的COF(FLEXSEED公司制造)及在玻璃基板上具备由非晶氧化铟锡(ITO)形成的薄膜电极(高度:
Figure BDA0003253629040000291
Figure BDA0003253629040000292
)的带有薄膜电极的玻璃基板(GEOMATEC Co.,Ltd.制造),使用热压接装置(加热方式:接触加热(Constantheat)型,TAIYO KIKAI Ltd.制造),以170℃、6MPa下4秒钟的条件进行加热加压,整个宽度1mm上进行连接,制作电路连接结构体(连接结构体)。另外,在连接时,以电路连接用黏合剂膜中的第一黏合剂层侧的表面与玻璃基板相对的方式将电路连接用黏合剂膜配置于玻璃基板上。
<电路连接结构体的评价>
[粒子流动性评价]
对于所获得的电路连接结构体,使用显微镜(商品名:ECLIPSE L200,Ni konCorporation制造)来评价电路连接用黏合剂膜的树脂渗出部分的粒子流动状态。具体而言,利用显微镜从玻璃基板侧观察所制作的电路连接结构体,分三个阶段来评价相较于电路连接用黏合剂膜的宽度更向外侧渗出的部分的粒子状态。将粒子几乎不移动,渗出部分没有粒子的状态评价为1,将粒子稍微移动但未观察到粒子彼此的连结的状态评价为2,将粒子流动且观察到粒子彼此的连结的状态评价为3。
[连接电阻值评价]
对于所获得的电路连接结构体,通过万用电表来测定刚刚连接后,以及高温高湿试验后的相对电极间的连接电阻值。高温高湿试验是通过在85℃、85%R H的恒温恒湿槽中放置200小时来进行。连接电阻值是作为16处的相对电极间的电阻的平均值而求出。
[剥离评价]
使用显微镜(商品名:ECLIPSE L200,Nikon Corporation制造)来评价高温高湿试验后的电路连接结构体的电路连接部有无剥离。具体而言,利用显微镜从玻璃基板侧观察如上所述制作的电路连接结构体,分三个阶段来评价玻璃基板与电路连接用黏合剂膜的剥离状态。求出电路连接用黏合剂膜整体的面积中,从玻璃基板剥离的比例,将几乎没有发生剥离(剥离部分的比例小于整体的5%以下)的评价为A,将发生少量剥离(剥离部分的比例为整体的5%以上且小于20%)的评价为B,将发生剥离(剥离部分的比例为整体的20%以上)的评价为C。
(实施例2~6及比较例1~2)
作为光固性组合物,使用光固性组合物2~8,除此以外,以与实施例1相同的方式制作电路连接用黏合剂膜及电路连接结构体,且以与实施例1相同的方式进行电路连接结构体的评价。将结果示于表3及表4中。
[表3]
Figure BDA0003253629040000301
[表4]
Figure BDA0003253629040000311
符号说明
1-电路连接用黏合剂膜,2-第一黏合剂层,3-第二黏合剂层,4-导电粒子,10-电路连接结构体,12-电路电极(第一电极),13-第一电路部件,15-凸块电极(第二电极),16-第二电路部件,20-黏合剂膜收纳套组,22-收纳部件,28-可见部。

Claims (11)

1.一种电路连接用黏合剂膜,其具备:
第一黏合剂层;及
第二黏合剂层,层叠于该第一黏合剂层上,
所述第一黏合剂层由光固性组合物的固化物形成,
所述第二黏合剂层由热固性组合物形成,
所述光固性组合物含有聚合性化合物、具有肟酯结构的光聚合引发剂及导电粒子,且
以所述光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,所述光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%。
2.根据权利要求1所述的电路连接用黏合剂膜,其中,
所述聚合性化合物为具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
3.根据权利要求1或2所述的电路连接用黏合剂膜,其中,
所述热固性组合物含有具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
4.根据权利要求1或2所述的电路连接用黏合剂膜,其中,
所述第一黏合剂层的厚度为所述导电粒子的平均粒径的0.1~0.8倍。
5.根据权利要求1或2所述的电路连接用黏合剂膜,其中,
所述具有肟酯结构的光聚合引发剂为具有下述式(VI)所表示的结构的化合物,
Figure FDA0004111252880000011
式(VI)中,R11、R12及R13分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、或包含芳香族系烃基的有机基团。
6.一种电路连接用黏合剂膜的制造方法,其包括:
准备工序,准备第一黏合剂层;及
层叠工序,在所述第一黏合剂层上层叠由热固性组合物形成的第二黏合剂层,
所述准备工序包括通过对由光固性组合物形成的层照射光使所述光固性组合物固化,获得所述第一黏合剂层的工序,
所述光固性组合物含有聚合性化合物、具有肟酯结构的光聚合引发剂及导电粒子,且
以所述光固性组合物中的除导电粒子以外的成分的合计量为基准,所述光聚合引发剂的含量为0.3~1.2质量%。
7.根据权利要求6所述的电路连接用黏合剂膜的制造方法,其中,
所述聚合性化合物为具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
8.根据权利要求6或7所述的电路连接用黏合剂膜的制造方法,其中,
所述热固性组合物含有具有自由基聚合性基团的自由基聚合性化合物。
9.根据权利要求6或7所述的电路连接用黏合剂膜的制造方法,其中,
所述第一黏合剂层的厚度为所述导电粒子的平均粒径的0.1~0.8倍。
10.一种电路连接结构体的制造方法,包括:
使权利要求1至5中任一项所述的电路连接用黏合剂膜介于具有第一电极的第一电路部件与具有第二电极的第二电路部件之间,对所述第一电路部件及所述第二电路部件进行热压接,从而使所述第一电极及所述第二电极彼此电连接的工序。
11.一种黏合剂膜收纳套组,其具备:
权利要求1至5中任一项所述的电路连接用黏合剂膜及收纳所述黏合剂膜的收纳部件,且
所述收纳部件具有能够从外部可见所述收纳部件内部的可见部,
所述可见部对于波长365nm的光的透射率为10%以下。
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