CN209328538U - 异方性导电膜结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种异方性导电膜结构，且异方性导电膜结构包括异方性导电膜、中间层以及非导电性薄膜，利用被异方性导电膜以及非导电性薄膜包夹的中间层以阻挡异方性导电膜中未被垂直加压的导电粒子，达成水平方向上的电气绝缘，同时能让已被垂直加压的导电粒子流到被垂直加压的导电粒子中，并相互接触以达到垂直方向上的电气导通，而且中间层还可进一步阻挡非导电性薄膜在加热加压下流到异方性导电膜内，进而提高导电粒子颗数与密度，大幅提升导电率，具有提升生产效率的具体功效。

Description

异方性导电膜结构

技术领域

本实用新型关于一种异方性导电膜结构，尤其是利用被异方性导电膜以及非导电性薄膜包夹的中间层以阻挡异方性导电膜中未被垂直加压的导电粒子，达成水平方向上的电气绝缘，同时能让已被垂直加压的导电粒子流到被垂直加压的导电粒子中，并相互接触以达到垂直方向上的电气导通，而且中间层还可进一步阻挡非导电性薄膜在加热加压下流到异方性导电膜内，进而提高导电粒子颗数与密度，大幅提升导电率，具有提升生产效率的具体功效。

背景技术

在电子工业领域中，需要将不同的电子组件电气连接至电路板上的电子线路，而最常用的方式是使用焊料以达成焊接，比如具低温熔化特性且具有较佳导电度的铅锡合金焊料，可先藉加热处理而使焊料熔化而同时接触电子组件及电子线路，接着在冷却后固化焊料而稳固的连接电子组件及电子线路。随着终端产品对轻、薄、短、小的需求并为达到省电的特性，尤其是集成电路(Integrated Circuit,IC)的电子组件，需要进一步缩小，而对于表面黏着组件(Surface Mount Device,SMD)，一般使用高温炉以加速焊接处理提高产量。

对于产品日益精进的LED以及LED显示器领域，不仅显示面板的尺寸不断增加，而且分辨率也不断提高，使得连接至面板以提供驱动信号而驱动每个像素的驱动IC(DriverIC)需要更多紧密排列的电子组件接脚，藉以满足显示面板的微细间距(Fine Pitch)的需求。

现有技术一般的平面显示器，例如液晶显示器，已取代传统的阴极射线管(CRT)显示器，并广泛地应用于计算机统、电视、影像显示与监视装置以及其他消费性影音装置。然而，随着平面显示器的分辨率不断提高，平面显示器中的驱动集成电路(IC)的接脚数目也愈多，一般可达数百甚至上千个接脚以上。尤其是，市场上对于平面显示器轻薄短小的需求，使得驱动集成电路中相邻线距(Pitch)必须细窄化。因为受制于非常有限的可利用面积且无法使用高温锡焊的传统焊接方式，所以目前液晶模块(LCM)的主流电气连接技术是使用异方性导电膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)，例如玻璃覆晶封装 (Chip onGlass,COG)或薄膜覆晶封装(Chip on Film,COF)的制程中，利用ACF 以达成特定方向的电气连接。

具体而言，异方性导电膜是以树脂及导电粒子(或导电粉体)组合而成，可用以连接二种不同基材和线路，而且异方性导电膜具有上下(Z轴)电气导通的特性，且左右平面(X、Y轴)具有绝缘性，通常可在加热下并利用Z轴方向上的外部加压处理，使所包含的分离导电粒子相互接触而达到Z轴方向的电气导通且同时平面方向电气绝缘的目的，可避免相邻接脚发生短路。然而在前述基础上，随着可利用接触面积的缩小，必须增加导电粉体的含量或增大导电粉体的粒径，藉以降低电阻而能维持足够的导通电量，但是会大幅提高封装线路之间发生短路的机率，因此，业界引入了结合ACF与非导电性薄膜 (Non-ConductiveFilm,NCF)30’的双层复合式结构。

进一步而言，结合ACF与NCF的双层复合式结构在实际投入热压处理制程的时候，会由于材料特性的关，使得NCF保持极高的流动性，很容易侵入 ACF内，进一步推挤ACF内所包含有的树脂’与导电粒子，使得单位面积中的导电粒子颗数与密度大幅降低，造成导电率难以提升的限制。再者，为了维持特定电气特性与效能，必须在电接触部份使用高质量的基材、组件、导线以及异方性导电膜，导致制程成本大幅增加，而且还降低整体的生产效率。

因此，需样一种新创的异方性导电膜结构，利用被异方性导电膜以及非导电性薄膜包夹的中间层以阻挡异方性导电膜中未被垂直加压的导电粒子，达成水平方向上的电气绝缘，同时能让已被垂直加压的导电粒子流到被垂直加压的导电粒子中，并相互接触以达到垂直方向上的电气导通，而且中间层还可进一步阻挡非导电性薄膜在加热加压下流到异方性导电膜内，进而提高导电粒子颗数与密度，大幅提升导电率，具有提升生产效率的具体功效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种异方性导电膜结构，包括依序堆栈的异方性导电膜、中间层以及非导电性薄膜，用以提供电气连接功能。具体而言，异方性导电膜具有上表面及下表面，且包括第一树脂以及多个导电粒子，其中导电粒子是均匀分布于第一树脂中，且导电粒子包括高分子核心体以及导电壳层，而导电壳层是包覆高分子核心体的外表面。

此外，中间层具有上表面及下表面，且中间层的下表面叠设于异方性导电膜的上面表，而非导电性薄膜包括第二树脂，且具有上表面及下表面，而非导电性薄膜的下表面叠设于中间层的上面表。

再者，当异方性导电膜结构受到加热及垂直加压时，异方性导电膜中被垂直加压的部分所包含的导电粒子会被挤压而流到中间层中，而异方性导电膜中未被垂直加压的部分所包含的导电粒子会被中间层阻挡而留在异方性导电膜中，尤其，中间层可进一步阻挡非导电性薄膜在加热加压下流到异方性导电膜内，进而提高导电粒子颗数与密度，大幅提升导电率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的异方性导电膜结构的剖面分解示意图。

图2、图3为本实用新型实施例异方性导电膜结构的应用示意图。

其中，附图标记说明如下：

10 异方性导电膜

11 第一树脂

12 导电粒子

12A 高分子核心体

12B 导电壳层

12C 高分子披覆层

20 中间层

30 非导电性薄膜

40 芯片

41 芯片导线

50 玻璃板

51 玻璃板导线

D1 向下方向

D2 向上方向

具体实施方式

以下配合图标及组件符号对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

须知，本说明书所附图式绘示的结构、比例、大小、组件数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉本领域的技术人员了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请参考图1，本实用新型实施例异方性导电膜结构的剖面分解示意图。如图1所示，本实用新型实施例的异方性导电膜结构包括依序堆栈的异方性导电膜10、中间层20以及非导电性薄膜30，而中间层20是夹在异方性导电膜10以及非导电性薄膜30之间，进一步而言，中间层20的下表面是叠设于异方性导电膜10的上面表，而非导电性薄膜30的下表面是叠设于中间层20的上面表。再者，异方性导电膜10包含第一树脂11以及多个导电粒子12，其中所述导电粒子12是均匀分布于第一树脂11中，尤其，每个导电粒子12包括高分子核心体12A以及导电壳层12B，而导电壳层12B是包覆整个高分子核心体12A的外表面。此外，非导电性薄膜30是包括第二树脂。

具体而言，第一树脂11包括第一树脂本体以及第一硬化剂，其中第一树脂本体的重量百分比为60％～80％，而第一硬化剂的重量百分比为20％～ 30％。此外，第一树脂本体是包括环氧树脂、苯氧树脂、压克力树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、美耐皿树脂、不饱和聚酯树脂、硅脂树脂、酚醛树脂的其中至少之一，而第一硬化剂是包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、叔胺的其中至少之一。

再者，导电壳层12B可为包含镍层及金层的多层结构，其中金层的下表面覆盖、包围整个镍层的上表面。

上述的中间层20包括相互混合的中间层本体以及接着剂，其中中间层本体是包括环氧树脂、硅脂树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、苯氧树脂、压克力树脂的其中至少之一，而接着剂是包括热熔胶、热熔感压胶、热熔胶条、压克力结构胶、环氧脂胶、酚醛树脂、尿素甲醛树脂、聚乙烯-醋酸乙烯树脂的其中至少之一。较佳的，中间层20的厚度是介于1至7微米之间，而异方性导电膜10的厚度是介于2至9微米之间。

进一步，非导电性薄膜30的第二树脂包括第二树脂本体以及第二硬化剂，其中第二树脂本体的重量百分比为32％～63％，而第二硬化剂的重量百分比为30％～45％，且第二树脂本体是包括环氧树脂、苯氧树脂、压克力树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、美耐皿树脂、不饱和聚酯树脂、硅脂树脂、酚醛树脂的其中至少之一，而第二硬化剂是包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、叔胺的其中至少之一。此外，第二树脂可再包括增韧剂，用以增强韧性，其中增韧剂是包括羧基终端丁二烯丙烯腈、橡胶改质环氧树脂、并拢二聚体酸的其中至少之一。较佳的，非导电性薄膜30的厚度是介于10至40微米之间。

此外，上述的环氧树脂可包含双酚A型环氧树脂(Bisphenol A,BPA)、双酚F型环氧树脂(Bisphenol F,BPF)、双环戊二烯型环氧树脂(Dicyclopentadiene, DCPD)及骈苯(naphthalene)型环氧树脂的其中至少之一。

在实际应用上，可参考图2、图3，本实用新型第一实施例异方性导电膜结构的应用示意图，本质上为利用本实用新型以实现玻璃覆晶封装(Chip on Glass，COG)的表面安装技术。如图2所示，包含多个芯片导线41的芯片40是位于本实用新型异方性导电膜结构的上方，而包含玻璃板导线51的玻璃板50 是位于本实用新型异方性导电膜结构的下方，其中所述芯片导线41以及所述玻璃板导线51是朝向本实用新型异方性导电膜结构。进一步，在加热下，芯片40及玻璃板50分别以向下方向D1及向上方向D2而朝向本实用新型异方性导电膜结构，并同时挤压。如图3所示，当所述芯片导线41以及所述玻璃板导线51相互靠近而分别挤压到非导电性薄膜30以及异方性导电膜10时，异方性导电膜10中未被垂直加压的部分所包含的导电粒子12是留在该异方性导电膜中而无法流到中间层20，但是，异方性导电膜10中被垂直加压的部分所包含的导电粒子12被挤压而流动，进而流到中间层20中，此时，导电粒子12相互靠近而接触，亦即导电壳层12B相互接触而形成电气连接相对应的芯片导线41以及玻璃板导线51。

尤其，中间层20可进一步阻挡非导电性薄膜30在加热加压下流到异方性导电膜10内，进而解决导电粒子颗数与密度因大幅降低而导致导电率难以提升的问题。

因此，相邻芯片导线41之间之间隔区域以及相邻玻璃板导线51之间之间隔区域由于未被挤压，所以没有相互接触的导电粒子12提供电气连接，本质上在水平方向上是电气绝缘而不导通，而受到芯片导线41以及玻璃板导线51 挤压的导电粒子12因相互接触而提供电气连接，所以芯片导线41以及玻璃板导线51本质上在垂直方向上是电气连接而导通，具体达到COG的目的。

在上述的应用实例中，热压处理的条件可为摄氏200度、压力5MPa、持续时间10秒，此时，导电粒子12的平均捕捉率可以从现有技术的双层复合式结构具有的15％提升至31.21％，不仅仅存留在整体结构中有效的导电粒子12 数目较多的外，也因为具有中间层20而使得导电粒子12分布的较为均匀，大幅改善电气特性。

此外，本实用新型实施例的异方性导电膜结构可进一步包括高分子披覆层12C，是包围导电壳层12B的整个外表面，而且具有延展性，因此，在受外加应力下，高分子披覆层12C会形变下而破裂，并露出底下的导电壳层12B的部分表面，且相邻的导电壳层12B可藉接触而形成电气连接。

综上所述，本实用新型的特点在于采用了特殊层迭结构，尤其是利用被异方性导电膜以及非导电性薄膜包夹的中间层以阻挡异方性导电膜中未被垂直加压的导电粒子，以达成水平方向上的电气绝缘目的，同时能让已被垂直加压的导电粒子流到被垂直加压的导电粒子中，并相互接触，具体达到垂直方向上的电气导通目的，尤其是，中间层可进一步阻挡非导电性薄膜在加热加压下流到异方性导电膜内，进而解决导电粒子颗数与密度因大幅降低而导致导电率难以提升的问题。此外，本实用新型可藉低成本的制作方式而实现，能大幅提升导电率，并降低整体的制程成本，具有提升生产效率的具体功效。

以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的实用新型精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。

Claims (4)

1.一种异方性导电膜结构，其特征在于，包括：

一异方性导电膜，具有一上表面及一下表面，且包括一第一树脂以及多个导电粒子，该导电粒子是均匀分布于该第一树脂中，且该导电粒子包括一高分子核心体以及一导电壳层，而该导电壳层是包覆该高分子核心体的一外表面；

一中间层，具有一上表面及一下表面，且该中间层的下表面叠设于该异方性导电膜的上面表；以及

一非导电性薄膜，包括一第二树脂，且具有一上表面及一下表面，该非导电性薄膜的下表面叠设于该中间层的上面表，

其中该异方性导电膜结构在受到加热及垂直加压时，该异方性导电膜中被垂直加压的部分所包含的导电粒子是被挤压而流到该中间层中，而该异方性导电膜中未被垂直加压的部分所包含的导电粒子是被该中间层阻挡而留在该异方性导电膜中，该中间层进一步阻挡该非导电性薄膜在加热加压下流到该异方性导电膜内。

2.如权利要求1所述的异方性导电膜结构，其特征在于，该中间层的一厚度是介于1至7微米之间，且该导电壳层包含一镍层及一金层，而该金层的一下表面覆盖、包围该镍层的一上表面。

3.如权利要求1所述的异方性导电膜结构，其特征在于，该异方性导电膜的一厚度是介于2至9微米之间。

4.如权利要求1所述的异方性导电膜结构，其特征在于，该非导电性薄膜的一厚度是介于10至40微米之间。