DE69813103T2

DE69813103T2 - Mehrschichtiger, anisotroper und elektrisch leitender Klebstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69813103T2
Application number: DE69813103T
Authority: DE
Inventors: Yukio Kanuma-shi Yamada; Masao Kanuma-shi Saito; Junji Kanuma-shi Shinozaki; Motohide Kanuma-shi Takeichi
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: EP0893484B1; JP3678547B2; US6020059A; EP0893484A3; JP2000178511A; EP0893484A2; DE69813103D1; KR100912357B1; KR19990014133A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein anisotropisches elektroleitfähiges Haftmittel, das für eine hochdichte Packung geeignet ist, und in Anwendungen verwendet wird, wie etwa der Verbindung zwischen Chips mit integrierten Schaltungen (IC) und Leiterplatten mit Schaltungen. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel, das die Zuverlässigkeit der Verbindungen auf ein Niveau verbessern kann, das einem feinen abstand (fine pitch) entspricht, und sie bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Haftmittels.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Ein reduziertes Gewicht und eine reduzierte Dicke sind für Verbindung mit elektronischen Einrichtungen und Vorrichtungen mit montierten IC-Chips wegen neuer Entwicklungen bezüglich solcher elektronischer Einrichtungen erforderlich, und es gibt ebenso Bedarf an einer höheren Dichte in Leiterplatten für die Montage solcher IC-Chips.
Beispiele für Methoden für eine hochdichte Packung von IC-Chips schließen Flip-flop-Verfahren, Verfahren, die auf der Verwendung von anisotropen elektroleitfähigen Haftmitteln, hinweisen und Verfahren, in denen IC-Chips mit der Vorderseite nach unten mit Lötbumps bereitgestellt werden, wobei solche freiliegenden IC-Chips mit Lötbumps auf Leiterplatten mit Schaltungen platziert werden und dadurch geschützt werden, dass sie durch einen Löt-Rückflussofen hindurch passieren oder der Wirkung einer Wärmepresse unterworfen werden.
Von diesen Verfahren wurden die einfachen Verbindungstechniken, die anisotrope elektroleitfähige Haftmittel verwenden, eingesetzt. Gemäß dieser Techniken wird ein anisotropisch elektroleitfähiges Haftmittel zwischen einem IC-Chip und einer Leiterplatte platziert, elektrische Leitfähigkeit wird zwischen den Elektroden, welche die vertikalen Arrays aufbauen, durch die Vermittlung der elektroleitfähigen Materialen, die in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel enthalten sind, mittels Wärme- und Druckanwendung gewährleistet, und elektrische Isolationsfähigkeit wird zwischen benachbarten Elektroden auf der linken und der rechten Seite durch Verhinderung des Kontakts zwischen den elektroleitfähigen Materialen aufrecht erhalten.
Jedoch ist der Abstand (pitch) zwischen den Elektroden von IC-Chips gleich 10-100 μm, welcher geringer ist als der Abstand zwischen LCD-Elektroden. Zusätzlich verleiht die Wärme- und Druckanwendung auf das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel, das zwischen den Elektroden, die die vertikalen Arrays aufbauen, angeordnet ist, Fliesfähigkeit und zwingt es in die Lücken zwischen den benachbarten Elektroden auf der linken und der rechten Seite. Dies ist verbunden mit dem Fliesen der elektroleitfähigen Materialien, und somit erhöht sich der Leitungswiderstand, was eine Leitfähigkeit unmöglich macht, oder Kürzschlüsse als eine Folge des Kontakts zwischen den elektroleitfähigen Teilchen, die zwischen den benachbarten Elektroden auf der linken und rechten Seite fließen, verursacht wird.
Anisotrope elektroleitfähige Haftmittel müssen ebenso für IC-Stift-bumps (IC stud bumps) anwendbar sein, dessen Oberfläche kürzlich auf 1240 μm² (40 μm Durchmesser) reduziert wurde, was ein Drittel bis ein Viertel der Fläche der früher eingesetzten COG-Plattierung-Bumps (chip on Blass) ist. Ein daraus folgender Nachteil ist der, dass eine große Anzahl von elektroleitfähigen Teilchen für die Sicherstellung solcher Teilchen auf einem Bump erforderlich ist.
Die offen gelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 61-195179 , 1-236588 , 4-236588 , 6-283225 und dergleichen beschreiben Techniken, die auf eine Lösung dieses Nachteils abzielen. Gemäß dieser Techniken wird eine isolierende Haftschicht auf einer anisotrope elektroleitfähigen Haftschicht ausgebildet, und der Erweichungspunkt oder die Schmelzviskosität der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht werden über die der isolierenden Haftschicht gesteigert, oder die Fliesfähigkeit der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht wird unter die der isolierenden Haftschicht gebracht, was es für die elektroleitfähigen Materialien erschwert, aus den die Elektroden aufbauenden vertikalen Arrays heraus zu fließen.
Diese Techniken können jedoch Kurzschlüsse nicht vermeiden, die durch einen Kontakt zwischen den elektroleitfähigen Teilchen, die in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Elektroden auf der linken und rechten Seite vorhanden sind, verursacht werden. Es ist möglich, die Teilchendurchmesser der elektroleitfähigen Materialien zu reduzieren, aber eine übermäßige Reduzierung verursacht ein zusätzliches Problem der sekundären Aggregation.
Aufgrund ihrer hohen Kontaktbeständigkeit, werden momentan hauptsächlich wärmehärtbare anisotropische elektroleitfähige Haftmittel eingesetzt. Latente Härtmittel auf Mikrokapselbasis, welche Epoxidharze mit funktionellen Gruppen als ihre wesentlichen Komponenten enthalten und welche durch Einwirken von Polyurethanharzen auf ein Imidazol, das bei normaler Temperatur innert ist, aber unter Wärme aktiviert wird, erhalten werden, werden gewöhnlich mit solchen wärmehärtbaren anisotropen elektroleitfähigen Haftmitteln eingesetzt.
Zur Herstellung eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels unter Verwendung eines wärmehärtbaren anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, wird die Schicht mit einem latenten Härtmittel mehrere Male durch einen warmen Ofen passieren gelassen. Ein Nachteil ist der, dass die Polyurethanharzbeschichtung auf dem latenten Härtmittel durch die Wärme in dem Ofen bricht, eine Reaktion in Gang gesetzt wird und es unmöglich wird, ein verarbeitetes Produkt zu erhalten.
Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, gleichzeitig ein anisotropisches elektroleitfähiges Haftmittel und ein isolierendes Haftmittel auf einem Freisetzungsfilm über mehrere Düsen eines Extrusionsbeschichters oder dergleichen aufzutragen. Während diese Technik bei einer sehr dünnen Haftschicht effektiv war, verursachte sie ein neues Problem: Ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel mit 25 μm oder größer erlaubt nur einem Teil des enthaltenen Lösungsmittels zu verdampfen, was zu einem Einschluss des restlichen Lösungsmittels oder zur Ausbildung von Gasblasen in der Haftschicht führt und die Funktionsweise des verarbeitenden Produkts nachteilig beeinträchtigt.
Die JP-A-06 136 333 beschreibt die Herstellung eines leitfähigen Haftmittels zum Einsatz in der Verbindung mit einem feinen Abstand auf einem Chip mit integrierten Schaltungen. Die Haftmittelzusammensetzung umfasst ein Haftungsverleihendes Harzbindemittel, leitfähige Feinteilchen, ein Feinpulver und Isolierharz.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Überwindung der vorstehend erwähnten Nachteile ist es, ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel bereitzustellen, dessen Qualität und Beständigkeit sogar höher als die von herkömmlichen mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmitteln ist, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Haftmittel bereitzustellen.
Die Erfinder verwirklichten die vorliegende Erfindung durch die Entdeckung, dass der folgende Ansatz es ermöglicht, eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht mehrmals durch einen heißen Ofen während der Herstellung passieren zu lassen, und dass ein latentes Härtmittel, das in einem isolierenden Haftmittel enthalten ist, daran gehindert wird, aufgrund des wärmeinduzierten Schmelzens der Beschichtung auf dem Härtmittel zu reagieren: Das latente Härtmittel wird eher zu einem isolierenden Haftmittel als zu dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel zugegeben; die Schmelzviskosität des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bei 150°C wird über die Schmelzviskosität der isolierenden Haftschicht bei 150°C gesteigert; spezielle numerische Werte sind für jede Schmelzviskosität bei 150°C kennzeichnend; elektroleitfähige Teilchen, dessen äußerste Schicht eine Beschichtungsschicht aus einem isolierenden Harz ist, das in dem Haftmitteln unlöslich ist, werden zu dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel zugegeben, um dadurch für Schaltungen mit feinem Abstand (fine pitch) geeignet zu sein; und diese werden durch ein Verfahren hergestellt, in welchen ein latentes Hartmittel zu dem isolierenden Haftmittel alleine, aber nicht zu dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel zugegeben wird.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel bereit, das eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht und eine auf wenigstens einer Seite von dieser laminierte isolierende Haftschicht umfasst,
wobei die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen umfasst und eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Poise) oder höher besitzt, und wobei die isolierende Haftschicht ein latentes Härtmittel und ein Harz mit einer funktionellen Gruppe umfasst und eine Schmelzviskosität bei 150°C von weniger als 10 Pa·s (100 Poise) besitzt.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bereit, das die folgenden Schritte umfasst:
Einen Schritt des Aufbringens eines anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, welches ein filmbildendes Harz und elektroleitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht auszubilden; und
Einen Schritt des Aufbringens eines isolierenden Haftmittels, welches ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2, gefolgt von einem Trocknen, um eine erste isolierende Haftschicht auszubilden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Verbundstruktur bereit, umfassend einen Chip mit integrierter Schaltung (IC-Chip) und eine Leiterplatte, wobei die Elektroden des IC-Chips und die Elektroden der Leiterplatte miteinander mittels des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung beschrieben oder werden aus dieser ersichtlich werden.
Kurzbeschreibungen der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Querschnitt, der ein weiteres Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die 3A bis 3C sind Diagramme, die ein Beispiel der Schritte zur Herstellung des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
4 ist ein Querschnitt, der eine Verbundstruktur veranschaulicht, die durch Verbinden eines IC-Chips und einer Leiterplatte mittels eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels erhalten wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, das auf einem ersten Freisetzungsfilm 5 bereitgestellt ist, eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 und eine auf wenigstens eine Seite von dieser laminierte isolierende Haftschicht 3, wobei die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen 11 umfasst (siehe 4) und eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Poise) oder höher besitzt, und wobei die isolierende Haftschicht 3 ein latentes Härtmittel und ein Harz mit einer funktionellen Gruppe umfasst und eine Schmelzviskosität bei 150°C von weniger als 10 Pa·s (100 Poise) besitzt.
In der vorliegenden Erfindung besitzt die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 bevorzugt eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Poise) oder höher, aber nicht höher als 30 Pa·s (300 Poise), und die isolierende Haftschicht 3 besitzt bevorzugt eine Schmelzviskosität bei 150°C von 3 Pa·s (30 Poise) oder höher, aber nicht weniger als 10 Pa·s (100 Poise).
In der vorliegenden Erfindung sind die elektroleitfähigen Teilchen 11 bevorzugt mit einem isolierenden Harz beschichtet, das in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel unlöslich ist, und besitzen bevorzugt einen Durchmesser von 2-7 μm und sind ebenso bevorzugt in der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht 2 in einer Menge von 5-60 Volumenprozent enthalten.
2 ist ein weiteres Beispiel des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, in welchem die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 zwischen der (ersten) isolierenden Haftschicht 3 und einem zweiten isolierenden Haftmittel 4 mit dem gleichen latenten Härtmittel und Harz wie die (erste) isolierende Haftschicht 3 liegt, und eine zweite Freisetzungsschicht 6 wird auf der Seite der isolierenden Haftschicht 3 bereitgestellt.
Wie in 4 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Erfindung eine Verbundstruktur durch Verbinden der Elektroden 8 eines IC-Chips 7 und der Elektroden 10 einer Leiterplatte 9 mittels des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels 1 erhältlich. Die Dicke der isolierenden Haftschicht 3 ist bevorzugt 0,7-1,5mal die Dicke der Elektroden 8 des IC-Chips 7 und der Elektroden 10 der Leiterplatten 9, die Dicke der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht 2 ist 0,5-3mal der Durchmesser der elektroleitfähigen Teilchen 11, die in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel dispergiert vorliegen, und die Dicke des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels 1 ist 0,8-2mal die Dicke der Elektroden 8 des IC-Chips 7 und die Dicke der Elektroden 10 der Leiterplatte 9.
Ein Verfahren zur Herstellung des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wie in 3 gezeigt ist, die folgenden Schritte:
Einen Schritt des Auftragens eines anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, das ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm 5, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 auszubilden (3A); und
Einen Schritt des Auftragens eines isolierenden Haftmittels, das ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält, auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2, gefolgt von einem Trocknen, um eine erste isolierende Haftschicht 3 auszubilden (3B).
Ein weiteres Verfahren der Herstellung des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
Einen Schritt des Auftragens eines anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, das ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm 5, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 auszubilden (3A), wobei die elektroleitfähigen Teilchen 11 mit einem isolierenden Harz, das in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel unlöslich ist, beschichtet sind;
Einen Schritt des Auftragens eines isolierenden Haftmittels, das ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält, auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2, gefolgt von einem Trocknen, um ein erstes isolierendes Haftmittel 3 auszubilden (3B);
Einen Schritt des Laminierens eines zweiten Freisetzungsfilms 6 mit einer größeren Ablösekraft als der erste Freisetzungsfilm 5 auf die erste isolierende Haftschicht 3;
Einen Schritt des Ablösens des ersten Freisetzungsfilms 5, um die anisotropen elektroleitfähige Haftschicht 2 freizulegen; und
Einen Schritt des Auftragens eines isolierenden Haftmittels mit dem gleichen latenten Härtmittel und Harz wie die isolierende Haftschicht 3 auf die freigelegte anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2, gefolgt von einem Trocknen, um eine zweite isolierende Haftschicht 4 auszubilden (3C und 2).
Ein weiteres Verfahren des Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
Einen Schritt des Auftragens eines anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels mit einem Filmbildungsharz und elektroleitfähigen Teilchen auf einen ersten Freisetzungfilm 5, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 auszubilden (3A), wobei die elektroleitfähigen Teilchen mit einem isolierenden Harz, das in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel unlöslich ist, beschichtet sind;
Einen Schritt des Auftragens eines isolierenden Haftmittels, das ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält, auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2, gefolgt von einem Trocknen, um ein erstes isolierendes Haftmittel 3 auszubilden (3B);
Einen Schritt des Laminierens eines zweiten Freisetzungsfilms 6 mit einer größeren Ablösekraft als der erste Freisetzungsfilm 5 auf die isolierende Haftschicht 3; Ein Schritt des Ablösens des ersten Freisetzungsfilms 5, um die ansisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 freizulegen; und
Einen Schritt des Laminierens der zweiten isolierenden Haftschicht 4, welche durch Auftragen eines isolierenden Haftmittels mit dem gleichen latenten Härtmittel und Harz wie die isolierende Haftschicht 3 erhalten wurde, auf die freigelegte anisotrope elektroleitfähige Haftschicht 2 (3C und 2).
Das mehrschichtige anisotrope elektroleitfähige Haftmittel gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es vorstehend erklärt wurde, kann bevorzugt auf eine Verbundstruktur (4), umfassend einen IC-Chip 7 und eine Leiterplatte 9, angewendet werden, wobei mittels des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels die Elektroden 8 des IC-Chips 7 und die Elektroden 10 der Leiterplatten 9 miteinander verbunden werden.
In der vorliegenden Erfindung schließen Beispiele der Freisetzungsfilme 5 oder 6 solche mit ein, die durch eine Silikonbehandlung auf der Oberfläche von Polyethylenterephthalatfilmen, Polyethylennaphthalatfilmen und anderen Polyesterfilmen; Polyethylen-, Polypropylen-und anderen Polyolefinfilmen; und Polytetrafluorethylen-und anderen fluorbasierten Filmen erhalten werden.
Von diesen werden Freisetzungsfilme, die durch Behandlung der Oberfläche eines Polyethylenterephthalatfilms (PET) mit Silikon erhalten werden, hinsichtlich der Eigenschaften, der Handhabung und der Kosten bevorzugt eingesetzt.
Harze, die beim Erwärmen oder Bestrahlen mit Elektronenstrahlen Härteigenschaften zeigen, können weit verbreitet als die Harzkomponenten des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels eingesetzt werden. Epoxidharze, Phenolharze und dergleichen können Vorteilhafterweise eingesetzt werden.
Die folgenden Harze können als Filmbildungsharze verwendet werden: Phenoxyharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, SEBS (Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcopolymere), SIS (Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymere), NBR (Acrylnitril/Butadien-Kautschuk) und dergleichen.
Produkte, die durch Verwendung wenigstens eines Filmbildungsharzes und eines Harzes mit Härteigenschaften beim Erwärmen oder Bestrahlen mit Elektronenstrahlen erhalten werden, können Vorteilhafterweise eingesetzt werden.
Von den wärmehärtbaren Harzen werden Epoxidharze wegen ihrer ausgezeichneten Haftfähigkeit, Wärmebeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit bevorzugt eingesetzt.
Ferner kann ebenso ein Filmbildungsharz alleine für das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel eingesetzt werden. In diesem Fall, in dem ein Filmbildungsharz alleine für das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel eingesetzt wird, wird die Reparatur, das Ersetzen von IC-Chips und dergleichen erleichtert, falls, z. B., IC-Chip-Defekte bei der Verbindung zwischen den IC-Chips und den Leiterplatten auftreten.
Harze, die beim Erwärmen oder Bestrahlen mit Elektronenstrahlen Härteigenschaften zeigen, können weitgehend als die Harzkomponenten des isolierenden Haftmittels eingesetzt werden. Epoxidharze, Phenolharze, und dergleichen können Vorteilhafterweise eingesetzt werden.
Die folgenden Harze können als Filmbildungsharze eingesetzt werden: Phenoxyharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, SEBS (Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcolpolymere) SIS (Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymere), NBR (Acrylnitril/Butadien-Kautschuk) und andere Harze.
Produkte, die durch Verwendung wenigstens eines Filmbildungsharzes und härtbaren Harzes erhalten werden, können Vorteilhafterweise eingesetzt werden.
Von den wärmehärtbaren Harzen werden Epoxidharze wegen ihrer ausgezeichneten Haftfähigkeit, Wärmebeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit bevorzugt eingesetzt.
Hier können Epoxidharze, die bei normaler Temperatur feste vorliegen, oder, falls notwendig, Epoxidharze, die bei normaler Temperatur flüssig vorliegen, ebenso als solche Epoxidharze eingesetzt werden.
Epoxidharze, die bei normaler Temperatur feste vorliegen, oder Epoxidharze, die bei normaler Temperatur flüssig vorliegen, sollten in geeigneten Anteilen, die der erwünschten Viskosität entsprechen, vermischt vorliegen, um die Schmelzviskosität des isolierenden Haftmittels einzustellen.
Füllmittel, Silankupplungsmittel und dergleichen können ebenso bei Bedarf in einer geeigneten Art und Weise eingesetzt werden.
Die Schmelzviskositätsniveaus des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels und der isolierenden Haftschicht sollten bevorzugt derart sein, dass die Schmelzviskosität des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels höher als die Schmelzviskosität der isolierenden Haftschicht ist.
Ausgedrückt als eine Schmelzviskosität bei 150°C, liegt die Schmelzviskosität des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bevorzugt bei 10-40 Pa·s (100-400 Poise) und weiter bevorzugt bei 10-30 Pa·s (100-300 Poise).
Die Schmelzviskosität der isolierenden Haftschicht bei 150 °C liegt bevorzugt bei 1-10 Pa·s (10-100 Poise) und weiter bevorzugt bei 3-10 Pa·s (30-100 Poise).
Es ist ebenso möglich, dass die isolierende Haftschicht auf beiden Seiten anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht ausgebildet ist, und zwar lieber als nur auf einer Seite. Es ist ebenso möglich, einen Ansatz zu verwenden, gemäß dem die Schmelzviskosität der isolierenden Haftschicht auf der Seite der Wärmequelle gesteigert wird, falls ein IC-Chip oder dergleichen verbunden wird. Um die Schmelzviskosität einzustellen können die Mengen des festen Epoxidharzes und des flüssigen Epoxidharzes, die eingesetzt werden, in einer geeigneten Art und Weise ausgewählt werden, um die gewünschte Schmelzviskosität zu erreichen.
Um die elektroleitfähigen Teilchen, die in der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht enthalten sind, an einem Herausfließen aus den Elektroden zu hindern, ist es bevorzugt, wenn die Schmelzviskosität von einer der zwei isolierenden Haftschichten höher als die Schmelzviskosität der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht ist, so lange sie innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs der Schmelzviskositäten liegt.
Die Schmelzviskosität wurde mittels eines Durchflusstestgeräts (CFT-500, hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen. Ein anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel und eine isolierende Haftschicht ohne Härtmittel wurden jeweils in einen Behälter eingeführt und die Schmelzviskosität bei 150°C gemessen.
Beispiele von elektroleitfähigen Materialen, die in das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel zugegeben werden können, schließen die Folgenden mit ein: Metallteilchen wie etwa Reinmetalle (wie etwa Nickel, Gold, Silber, Kupfer und Lötmetall) und deren Legierungen, sowie elektroleitfähige Nickelteilchen, deren Oberflächen mit Gold plattiert sind, solche, die aus zwei oder mehren Arten solcher Metallteilchen bestehen; elektroleitfähige materialbeschichtete Teilchen, die durch Auftragen einer Nickel/Gold-Plattierung oder anderer elektroleitfähiger Materialien auf isolierende Teilchen wie etwa Glaskügelchen oder aus Keramiken hergestellte Teilchen, synthetische Harze (wie etwas Polystyrolharze, Acrylharze und Silikonharze), Kautschukmaterialien (wie etwa Acrylkautschuk oder Chloroprenkautschuk) oder dergleichen, erhalten werden; und elektroleitfähige Teilchen, die mit isolierenden Materialien beschichtet sind, und welche durch Auftragen von isolierenden Harzen auf die Oberflächen von Metallteilchen oder elektroleitfähigen materialbeschichteten Teilchen erhalten werden. Von diesen werden bevorzugt elektroleitfähige Teilchen mit einer Beschichtung aus einem isolierenden Material eingesetzt, weil sie für die feineren Abstände geeigneter sind, die zur Verbindung von IC's mit Leiterplatten und dergleichen eingesetzt werden.
Je kleiner der Durchmesser ist, desto geeigneter sind die elektroleitfähigen Teilchen für die feineren Abstände. Der Durchmesser liegt bevorzugt bei 10 μm oder geringer und weiter bevorzugt bei 2–7 μm.
Es ist ebenso möglich, isolierende Teilchen (wie etwa Glaskügelchen) oder Teilchen, die aus anderen anorganischen Substanzen (wie etwa Keramiken), organischen synthetischen Harzen (wie etwa Polystyrolharze, Acrylharze und Silikonharze) oder Kautschukmaterialien (wie etwa Acrylkautschuk oder Chloroprenkautschuk) hergestellt sind, hinzuzugeben, um die Dicke des Materials zwischen den Elektroden in der vertikalen Anordnung bzw. dem vertikalen Array zu stabilisieren und die Isolationseigenschaften des Materials zwischen dem benachbarten Elektroden auf der linken und rechten Seite zu verbessern.
Als die Härtmittel für das isolierende Haftmittel können Epoxidharze, Aminverbindungen und Imidazolverbindungen Vorteilhafterweise eingesetzt werden. Von diesen sind auf Imidazolverbindungen basierende Härtmittel noch weiter bevorzugt.
Es ist möglich, latente Härtmittel auf einer Basis von Mikrokapseln zu verwenden, welche durch das Beschichten von Imidazol mit einem Polyurethanharz erhalten werden und welche bei normaler Temperatur inaktiv sind, aber beim Erwärmen aktiviert werden. Die Novacure-Serien (eingetragene Marke; hergestellt von Asahi Chemical Industry) und dergleichen können Vorteilhafterweise als solche Härtmittel eingesetzt werden.
Die Dicke der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht liegt bevorzugt bei 5-25 μm. Wenn die Dicke geringer als 5 μm ist, wird der Anteil des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels gering, wenn es in einem mehrschichtigen ansiotropen elektroleitfähigen Haftmittel ausgestaltet ist, was es den anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel unmöglich macht, seine Funktionen vollständig zu entwickeln. Bei einer Dicke von mehr als 25 μm kann das wärmehärtbare anisotrope elektroleitfähige Haftmittel seine Funktionen nicht entwickeln, wenn z. B. die Hauptkomponente des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels ein Filmbildungsharz in alleiniger Form ist.
Obwohl die Dicke der isolierenden Haftschicht durch die Dicke der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht beeinflusst ist, sollte die Dicke einer Einzelschicht bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 10-50 μm liegen. Streng genommen wird die Dicke des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels durch die Elektrodenhöhe (Dicke) des eingesetzten IC und der eingesetzten Leiterplatte bestimmt, aber ein Bereich von 50-90 μm ist für den Einsatz bevorzugt.
Eine herkömmliche Gravurstreichmaschine, offset-Gravurstreichmaschine, Walzenstreichmaschine, Gegenlauf-Walzenstreichmaschine, Kontaktierungsstreichmaschine (kiss coater) oder andere Beschichtungsköpfe bzw. Streichmaschinenköpfe werden anschließend als Geräte zur Herstellung eingesetzt. Heiße Öfen; Vorrichtungen zur Trocknung/Vernetzung von Materialien mittels Elektronenstrahlen, Ultraviolettstrahlung oder dergleichen; oder andere Typen von Ausrüstungsgegenständen können alleine oder in Kombinationen eingesetzt werden.
Das vorgeschlagene mehrschichtige anisotrope elektroleitfähige Haftmittel, welches mittels eines Verfahrens erhalten wird, in welchem eine isolierende Haftschicht auf wenigstens eine Seite einer anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht laminiert wird, die durch Dispergieren elektroleitfähiger Teilchen in einem isolierenden Harz erzeugt worden ist, ist derart, dass die resultierende anisotrope elektroleitfähige Haftschicht ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen als seine wesentlichen Bestandteile enthält, und die wesentlichen Bestandteile der isolierenden Haftschicht ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen sind. Das resultierende Produkt wirkt als ein wärmehärtbares Haftmittel, wenn es in einem mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel ausgebildet ist, hat aber thermoplastische Funktionen bzw. Wirkweisen, wenn die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht nur ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen enthält, was eine Reparatur, einen IC-Chipaustausch und dergleichen erleichert.
Ein weiterer Vorzug ist, dass aufgrund dessen, das die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht frei von Härtmitteln ist, sie nicht aushärtet, wenn sie mehrmals während der Herstellung einen Heizofen passiert, und ermöglicht seine Funktionen als ein anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter durch praktische Beispiele beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
Beispiel 1
(1) Herstellung eines anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels
Das Gewichtsverhältnis eines Phenoxyharzes (YP50, hergestellt von Toto Kasei), eines festen Epoxidharzes (EP1009, hergestellt von Yuka Shell) und eines flüssigen Epoxidharzes vom Novolaktyp (RE305S, hergestellt von Nippon Kayaku) wurde auf 40/30/30 eingestellt, und diese Inhaltsstoffe wurden in einem gemischten Lösungsmittel, dessen Gewichtsverhältnis von Methylethylketon (MEK)/Toluol auf 50/50 eingestellt worden war, gelöst, um eine 40%ige Lösung zu ergeben.
Die folgenden elektroleitfähigen Teilchen, die mit einem isolierenden Material beschichtet sind, wurden mit dieser Lösung vermischt und darin in einer Menge von 27 Volumenprozent dispergiert: elektroleitfähige Teilchen, die durch Plattierung von Benzoguanaminharzteilchen von 4,6 μm Durchmesser mit Nickel/Gold in einer Dicke von 0,2 μm/0,02 μm erhalten wurden, und wobei die Oberfläche der resultierenden elektroleitfähigen Teilchen mit einem Acryl/Styrol-Copolymerharz in einer Dicke von 0,2-0,5 μm beschichte wurde.
Das Lösungsmittel dieses anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels wurde abgedampft und die Schmelzviskosität des Produkts bei 150°C wurde mittels eines Durchflusstestgeräts gemessen und lag bei 20 Pa·s (200 Poise).
(2) Herstellung eines isolierenden Haftmittels
Das Verhältnis der folgenden drei Komponenten wurde auf 40/30/30 eingestellt: Ein festes Epoxidharz (EP1009, hergestellt von Yuka Shell), ein flüssiges Epoxidharz vom Novolaktyp (RE305S, hergestellt von Nippon Kayaku) und HX3941HP (hergestellt von Asahi Chemical Industry), das in einem flüssigen Epoxidharz mit einem latenten Härtmittel mit Mikrokapseln, das durch Beschichtung eines modifizierten Imidazols mit einem Polyurethanharz erhalten wurde, dispergiert war. Diese wurden in einem gemischten Lösungsmittel, dessen Gewichtsverhältnis von Toluol/Ethylacetat auf 50/50 eingestellt worden war, gelöst, um eine 60%ige Lösung zu ergeben. Das Lösungsmittel dieser isolierenden Haftmittels wurde abgedampft und die Schmelzviskosität des Produkts bei 150°C wurde mittels eines Durchflusstestgeräts gemessen und lag bei 6 Pa·s (60 Poise).
Die Messungen wurden nach dem Entfernen des Härtmittels durchgeführt.
(3) Herstellung des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels
Die Lösung mit dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel, die in dem vorstehenden Herstellungsschritt (1) hergestellt worden war, wurde mit einem Walzenaufstreichgerät auf einem Freisetzungsfilm aus mit Silikon behandeltem PET (hierin nachstehend als „Freisetzungsfilm„ abgekürzt) aufgetragen, und dann für 5 Minuten bei 80 °C getrocknet, um eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht mit einer Dicke von 10 μm zu ergeben.
Die Lösung des isolierenden Haftmittels, die in (2) hergestellt worden war, wurde anschließend mit einem Walzenaufstreichgerät auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht aufgetragen und dann für 5 Minuten bei 80°C getrocknet. Ein Freisetzungsfilm mit einer größeren Ablösekraft als der vorstehend eingesetzte Freisetzungsfilm wurde laminiert, wobei eine isolierende Haftschicht mit einer Dicke von 20 μm erhalten wurde.
Die Lösung des isolierenden Haftmittels, die in (2) hergestellt worden war, wurde dann mit einem Walzenaufstreichgerät auf die Oberfläche der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht, von welcher der Freisetzungsfilm entfernt worden war, aufgetragen, und das Produkt wurde für 5 Minuten bei 80 °C getrocknet, wobei eine isolierende Haftschicht mit einer Dicke von 40 μm erhalten wurde.
(4) Auswertung
(a) Gasblasen in dem mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel
Zehn frei ausgewählte Flächen eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels wurden ausgewählt und unter Verwendung eines optischen Mikroskops bei einer Vergrößerung von 170 ausgewertet. Fälle, in denen es keine größeren Gasblasen als 30 μm gab, wurden mit „gut" bezeichnet und Fälle, in denen größere Gasblasen als 30 μm vorhanden waren, wurden mit „schlecht" bezeichnet.
(b) Äußeres Erscheinungsbild des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels
ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel wurde visuell begutachtet und ausgewertet.
Fälle, in denen keine Streifen auftraten, wurden als „gut„ bezeichnet und Fälle, in denen Streifen vorhanden waren, wurden mit „schlecht" bezeichnet.
(c) Lebensdauer eines mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels
Es wurde bestimmt, ob ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel für den Einsatz nach einer Alterung über 24 Stunden in einem 60°C warmen Ofen geeignet war.
15-mg-Proben wurden bei einer Temperatursteigerungsrate von 10°C/min erwärmt und unter Verwendung eines Differntialkalorimeters (hergestellt von Seiko Denshi Kogyo) ausgewertet. Fälle, in denen die Peaks bei 180 mJ oder höher lagen, wurden mit „gut" bezeichnet und Fälle, in denen die Peaks unter 180 mJ lagen, wurden als „schlecht" bezeichnet.
(d) Zahl der elektroleitfähigen Teilchen pro Elektrode des IC-Chips
Zu verbindende IC-Chips und Leiterplatten wurden vor der Auswertung hergestellt.
Die als Proben eingesetzten IC's hatten eine Dicke von 0,4 mm und eine Größe von 10 mm². IC-Elektroden (Bumps) waren mit Gold beschichtet bzw. mit Gold plattiert, hatten eine Höhe von 45 μm und eine Größe von 110 μm². Der Bumpabstand betrug 150 μm. IC-Chips mit 160 μm wurden hergestellt. Leiterplatten wurden durch Laminieren einer 18 μm Kupferfolie auf einem Glas/Epoxid-Substrat mit einer Dicke von 0,6 mm erhalten. Mit Nickel/Gold plattierte Anschlüsse wurden zur Verbindung mit den IC-Chips hergestellt.
Ein mehrschichtiges anisoptropes elektroleitfähiges Haftmittel wurde zwischen den IC-Chips und den Leiterplatten platziert, und die zwei wurden mittels Druck für 20 s bei einer Temperatur von 180°C und von einem Druck von 3,92·10⁷ Pa (400 kgf/cm²) pro Bump verbunden.
Elektronische Teile, die durch Verbinden der IC-Chips und der Leiterplatten mittels des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels erhalten wurden, wurden unter Verwendung eines optischen Mikroskops bei einer Vergrößerung von 340 zur Bestimmung der Anzahl der elektroleitfähigen Teilchen, die auf jedem Bump eines IC-Chips nach dem ablösen des Chips verblieben ausgewertet. (200 Bumps wurden ausgewertet) Die Ergebnisse wurden als akzeptabel angesehen, wenn wenigstens fünf Teilchen auf jedem der 200 Bumps verblieben.
(e) Leitungszuverlässigkeit
Die gleichen Proben wie die zur Auswertung der Anzahl der elektroleitfähigen Teilchen pro Bump der vorstehend erwähnten IC-Chips wurden verwendet.
Die Proben zur Auswertung wurden für 24 Stunden in einem Druckkochertestgerät (EHS-411, hergestellt von Tabai Espec Corporation) gealtert.
Der Leitungswiderstand zwischen den Elektroden eines vertikalen Arrays wurde unter Verwendung der gealterten Proben gemessen. Fälle, in denen der Leitungswiderstand 0,1 Ω oder weniger betrug, wurden als „gut" bezeichnet und Fälle, in denen der Widerstand 0,1 Ω überschritt, wurden als „schlecht" bezeichnet.
(f) Isolationszuverlässigkeit
Der Isolationswiderstand zwischen benachbarten Elektroden auf der linken und der rechten Seite wurde unter Verwendung der unter den gleichen Bedingungen wie die zur Auswertung der vorstehenden Leitungszuverlässigkeit hergestellten Proben gemessen. Fälle, in denen der Isolationswiderstand 1·10⁸ Ω oder höher betrug, wurden als „gut" bezeichnet und Fälle, in denen der Isolationswiderstand weniger als 1·10⁸ Ω betrug, wurden als „schlecht" bezeichnet. Die Ergebnisse der praktischen Beispiele sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 2
Die gleichen Verfahren wie die in Beispiel 1 durchgeführten wurden durchgeführt, außer dass ein Phenoxyharz (YP50, hergestellt von Toto Kasei) alleine für die Harzzusammensetzung des ansitropen elektroleitfähigen Haftmittels eingesetzt wurde. Und dieses Harz wurde in einem MEK-Lösungsmittel gelöst, wobei eine 40%ige Lösung erzielt wurde. Das in Beispiel 2 eingesetzte anisotrope elektroleitfähige Haftmittel hatte eine Schmelzviskosität von 27 Pa·s (270 Poise) bei 150°C.
Beispiel 3
Die Harzzusammensetzung des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bestand aus einem Polyesterharz (UE3220, hergestellt von Unitika) und einem Epoxidharz (EP828, hergestellt von Yuka Shell) in einem Gewichtsverhältnis von 1/1. Das Harz wurde in einem Lösungsmittel, das Toluol und MEK in einem Gewichtsverhältnis von 1/1 enthielt, gelöst. Das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel, das in dem praktischen Beispiel 3 eingesetzt wurde, hatte eine Schmelzviskosität von 12 Pa·s (120 Poise) bei 150°C.
Beispiel 4
Dieses Beispiels war mit Beispiel 1 identisch, außer dass das Mischungsverhältnis der elektroleitfähigen Teilchen in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel auf 54 Volumenprozent eingestellt war.
Beispiel 5
Die Lösung des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, die in Beispiel 1 eingesetzt wurde, wurde mit einem Walzenschichtaufbringungsgerät auf einem Freisetzungsfilm aufgetragen und dann für 5 Minuten bei 80°C getrocknet, wobei eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht mit einer Dicke von 10 μm erzielt wurde.
Die Lösung des isolierenden Haftmittels, die in Beispiel 1 eingesetzt wurde, wurde anschließend mit einem Walzenschichtaufbringungsgerät auf die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht aufgebracht und dann für 5 Minuten bei 80°C getrocknet. Ein Freisetzungsfilm wurde laminiert, wobei eine isolierende Haftschicht mit einer Dicke von 20 μm erzielt wurde.
Die gleiche Lösung wie das vorstehend erwähnte isolierende Haftmittel wurde ferner auf den Freisetzungsfilm aufgetragen, und der abgenommene isolierende Haftmittelfilm wurde mit einem Liniendruck (pressure live) von 1,96·10⁵ Pa (2 kgf/cm) zwischen einem vertikalen Walzenpaar mit 60°C auf die Oberfläche der anisotropen elektroleitfähigen Haftschicht, von welcher der Freisetzungsfilm entfernt worden war, aufgetragen.
Beispiel 6
Dieses Beispiel war identisch zu Beispiel 1, außer dass die Menge, in welcher die elektroleitfähigen Teilchen in das anistrope elektroleitfähige Haftmittel beigemischt waren, auf 5 Volumenprozent eingestellt war.
Beispiel 7
Dieses Beispiel war identisch zu Beispiel 1, außer dass die Menge, in welcher die elektroleitfähigen Teilchen in das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel beigemischt waren, auf 60 Volumenprozent eingestellt war.
Beispiel 8
Dieses Beispiel war identisch zu Beispiel 2, außer dass die Dicke des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels auf 25 μm eingestellt war, und die Dicke des äußersten aufgetragenen isolierenden Haftmittels auf 20 μm eingestellt war.
Vergleichsbeispiel 1
Die Harzzusammensetzung des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bestand aus einem Phenoxyharz (YP50, hergestellt von Toto Kasei), einem Epoxidharz (EP828, hergestellt von Yuka Shell) und einem flüssigen Epoxidharz (HX3941HP, hergestellt von Asahi Chemical Industry), das ein latentes Härtmittel enthielt. Das Gewichtsverhältnis der Harze lag bei 50/50/50. Die Harze wurden in einem Lösungsmittel, das Toluol und Ethylacetat in einem Gewichtsverhältnis von 1/1 enthielt, gelöst. Ansonsten war das Beispiel identisch zu Beispiel 1.
Das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel, das in Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt wurde, hatte eine Schmelzviskosität bei 150°C von 6 Pa·s (60 Poise). Da das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel ein latentes Härtmittel enthielt, begann die Aushärtung während der Herstellung des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels, was es unmöglich machte, hervorragende Eigenschaften zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
Das mehrschichtige anisotrope elektroleitfähige Haftmittel, das im Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt wurde, wurde mittels eines Verfahrens hergestellt, das auf der in Beispiel 2 verwendeten Laminiertechnik basierte.
Da das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel eine Schmelzviskosität bei 150°C von 6 Pa·s (60 Poise) hatte, flossen die in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel enthaltenen elektroleitfähigen Teilchen über die Elektroden der IC-Chips während des Wärmekompressionsbindens der IC-Chips und Leiterplatten, was es unmöglich machte, hervorragende Eigenschaften zu erhalten, und dies selbst mit einem auf einer Laminierung basierenden Herstellungsverfahren.
Vergleichsbeispiel 3
Die Harzzusammensetzung des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bestand aus einem Phenoxyharz (YP50, hergestellt von Toto Kasei) und einem Epoxidharz (EP828, hergestellt von Yuka Shell) in einem Gewichtsverhältnis von 50/50. Die Harze wurden in einem gemischten Lösungsmittel gelöst, in welchem das Gewichtsverhältnis von Toluol/Etyhlacetat 1/1 betrug. Ansonsten war das Beispiel identisch zu Beispiel 1.
Da das anisotrope elektroleitfähige Haftmittel eine Schmelzviskosität bei 150°C von 9 Pa·s (90 Poise) besaß, flossen die in dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel enthaltenen elektroleitfähigen Teilchen über die Bumps der IC-Chips, was zu einer ungenügenden Leitungszuverlässigkeit führte.
Tabelle 1
Wie vorstehend detailliert beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung die alleinige Zugabe eines isolierenden Haftmittels zu einem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel, ohne dass ein latentes Härtmittel zugegeben wird, wodurch es ermöglicht wird, ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel bereitzustellen, welches es erlaubt, dass eine Schicht des mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels während der Herstellung dieses mehrschichtigen anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels mehrmals durch einen heißen Ofen passiert.
Es ist ebenso durch einen Ansatz, in welchem die Schmelzviskosität des anisotropen elektroleitfähigen Haftmittels bei 150°C über die Schmelzviskosität der isolierenden Haftschicht bei 150°C gesteigert wird, und in dem die peziellen Zahlenwerte für jede Schmelzviskosität bei 150°C gekennzeichnet sind, möglich, ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel bereitzustellen, das Verbindungen zwischen IC-Chips und Leiterplatten ermöglicht, die selbst nach der Alterung eine hinreichende Zuverlässigkeit beibehalten.
Zusätzlich ermöglicht die Zugabe wesentlicher Komponenten, deren äußerste Schicht mit einem isolierenden Harz beschichtet ist, welches in dem Haftmittel unlöslich ist, zu dem anisotropen elektroleitfähigen Haftmittel, dass mehr elektroleitfähige Teilchen als herkömmlich eingesetzt zugegeben werden und dass ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel bereitgestellt wird, das in Leiterplatten mit feinem Abstand eingesetzt werden kann.
Ein mehrschichtiges anisotropes elektroleitfähiges Haftmittel umfasst eine anisotrope elektroleitfähige Haftschicht und eine auf wenigsten eine Seite davon laminierte isolierende Haftschicht. Die anisotrope elektroleitfähige Haftschicht umfasst ein Filmbildungsharz und elektroleitfähige Teilchen und besitzt eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Ppoise) oder höher und die isolierende Haftschicht umfasst ein latentes Härtmittel und ein Harz mit einer funktionellen Gruppe und hat eine Schmelzviskosität bei 150°C von weniger als 10 Pa·s (100 Poise).

Claims

Ein mehrschichtiges, anisotropes, elektrisch leitfähiges Haftmittel, umfassend eine anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht und eine auf wenigstens einer Seite von dieser laminierte isolierende Haftschicht, wobei die anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht ein Filmbildungsharz und elektrisch leitfähige Teilchen umfasst und eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Poise) oder höher besitzt, und wobei die isolierende Haftschicht ein latentes Härtmittel und ein Harz mit einer funktionellen Gruppe umfasst und eine Schmelzviskosität bei 150 °C von weniger als 10 Pa·s (100 Poise) besitzt.
Ein mehrschichtiges, anisotropes, elektrisch leitfähiges Haftmittel gemäß Anspruch 1, wobei die anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht eine Schmelzviskosität bei 150°C von 10 Pa·s (100 Poise) oder höher aber von nicht höher als 30 Pa·s (300 Poise) besitzt, und wobei die isolierende Haftschicht eine Schmelzviskosität bei 150°C von 3 Pa·s (30 Poise) oder höher aber von weniger als 10 Pa·s (100 Poise) besitzt.
Ein mehrschichtiges, anisotropes, elektrisch leitfähiges Haftmittel gemäß Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähigen Teilchen mit einem isolierenden Harz beschichtet sind, welches in dem anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittel unlöslich ist, und wobei sie einen Durchmesser von 2-7 μm aufweisen und in der anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftschicht in einer Menge von 5-60 Vol.-% enthalten sind.
Ein mehrschichtiges, anisotropes, elektrisch leitfähiges Haftmittel gemäß Anspruch 1, wobei in einer Verbundstruktur, welche durch Verbinden der Elektroden eines Chips mit integrierter Schaltung (IC) mit den Elektroden einer Leiterplatte mittels des mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels verbunden sind, wobei die Dicke der isolierenden Haftschicht bei dem 0,7 bis 1,5-fachen der Dicke der Elektroden des IC-Typs und der Elektroden der Leiterplatte liegt, die Dicke der anisotropen elektrisch leitfähigen Haftschicht bei dem 0,5 bis 3-fachen des Durchmesser der elektrisch leitfähigen Teilchen liegt, welche in dem anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittel dispergiert vorliegen, und die Dicke des mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels bei dem 0,8 bis 2-fachen der Dicke der Elektroden des IC-Chips und der Dicke der Elektroden der Leiterplatte liegt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, umfassend: einen Schritt des Aufbringens eines anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, welches ein Filmbildungsharz und elektrisch leitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope elektrisch leitfähige Haftschicht auszubilden; und einen Schritt des Aufbringens eines isolierenden Haftmittels, welches ein latentes Härtmittel und ein Harz mit einer funktionellen Gruppe enthält, auf die anisotrope elektrisch leitfähige Haftschicht, gefolgt von einem Trocknen, um eine erste isolierende Haftschicht auszubilden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, umfassend: einen Schritt des Aufbringens eines anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, welches ein Filmbildungsharz und elektrisch leitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht auszubilden, wobei die elektrisch leitfähigen Teilchen mit einem isolierenden Harz beschichtet sind, welches in dem anisotropen elektrisch leitfähigen Haftmittel unlöslich ist; einen Schritt des Aufbringens eines isolierenden Haftmittels, welches ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält, auf die anisotrope elektrisch leitfähige Haftschicht, gefolgt von einem Trocknen, um eine erste isolierende Haftschicht auszubilden; einen Schritt des Laminierens eines zweiten Freisetzungsfilms mit einer größeren Ablösekraft als der erste Freisetzungsfilm auf die erste isolierende Haftschicht; einen Schritt des Ablösens des ersten Freisetzungsfilms, um die anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht freizulegen; und einen Schritt des Aufbringens eines isolierenden Haftmittels, welches das gleiche latente Härtmittel und ein Harz aufweist, als die isolierende Haftschicht auf die freigesetzte anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht, gefolgt von einem Trocknen, um eine zweite isolierende Haftschicht auszubilden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, umfassend: einen Schritt des Aufbringens eines anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels, welches ein Filmbildungsharz und elektrisch leitfähige Teilchen enthält, auf einen ersten Freisetzungsfilm, gefolgt von einem Trocknen, um eine anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht auszubilden, wobei die elektrisch leitfähigen Teilchen mit einem isolierenden Harz beschichtet sind, welches in dem anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittel unlöslich ist; einen Schritt des Aufbringens eines isolierenden Haftmittels, welches ein latentes Härtmittel und ein Harz mit funktionellen Gruppen enthält, auf die anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht, gefolgt von einem Trocknen, um eine erste isolierende Haftschicht auszubilden; einen Schritt des Laminierens eines zweiten Freisetzungsfilms mit einer größeren Ablösekraft als der erste Freisetzungsfilm auf die erste isolierende Haftschicht; einen Schritt des Ablösens des ersten Freisetzungsfilms, um die anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht freizulegen; und einen Schritt des Laminierens der zweiten isolierenden Haftschicht, welche durch Aubringen eines isolierenden Haftmittels mit dem gleichen latenten Härtmittel und einem Harz als die isolierende Haftschicht erhalten wurde, auf die freigelegte anisotrope, elektrisch leitfähige Haftschicht.
Eine Verbundstruktur, umfassend einen Chip mit integrierter Schaltung (IC) und eine Leiterplatte, wobei die Elektroden des IC-Chips und die Elektroden der Leiterplatte miteinander mittels des mehrschichtigen, anisotropen, elektrisch leitfähigen Haftmittels verbunden sind, welches durch ein Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 5-7 erhalten wurde.