TW201015588A - Circuit connection material and circuit connection structure - Google Patents

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TW201015588A
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Takashi Tatsuzawa
Kouji Kobayashi
Kotaro Seki
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Description

201015588 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電路連接材料及電路連接構造體。 【先前技術】 使相對向之電路進行加熱、加壓,並使加壓方向之電 極間電性連接之電路連接材料,例如,使導電粒子分散於 φ 環氧系接著劑或丙烯酸系接著劑之異方導電性黏著薄膜, 係已廣泛使用於主要驅動液晶顯示器(LCD )之半導體被 搭載之 TCP ( Tape Carrier Package)或 COF ( Chip On Flex )與LCD面板、或TCP或COF與印刷電路板之電性 連接。 又,在最近,使半導體以面朝下直接封裝於LCD面 板或印刷電路板時,非習知之線黏合法,亦可採用於薄型 化或窄節距連接有利之覆晶封裝,此處,異方導電性黏著 〇 薄膜亦可使用來作爲電路連接材料(例如,參照專利文獻 1 〜4 )。 又’近年,伴隨LCD模組的COF化或微線距化,使 用電路連接材料之連接時,於相鄰之電極間產生短路之問 題仍存在。此等之對策’有於接著劑成分中分散絕緣粒子 而防止短路之技術(例如,參照專利文獻5〜9 )。 又’基板黏著於由絕緣性有機物或玻璃所構成之配線 構件、或於表面之至少一部分具備選自氮化矽、聚矽氧樹 脂及聚醯亞胺樹脂之至少一種的配線構件等,故有於接著 -5- 201015588 劑成分含有聚矽氧粒子之技術(例如,參照專利文獻1〇 )。又,爲降低依黏著後之熱膨脹率差的內部應力,有於 接著劑分散橡膠粒子之技術(例如,參照專利文獻11) 〇 進一步,就防止電路間之短路的方法,有使用於具有 絕緣性之皮膜被覆表面之導電粒子的技術(例如,參照專 ’ 利文獻1 2及1 3 )。 - 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :特開昭59- 1 20436號公報 專利文獻2 :特開昭60- 1 91 228號公報 專利文獻3 :特開平0 1 -25 1 787號公報 專利文獻4 :特開平〇7-090237號公報 專利文獻5:特開昭51-020941號公報 專利文獻6 :特開平03-029207號公報 _ 專利文獻7 :特開平〇4_ 1 74980號公報 專利文獻8 :特許第3048 1 97號公報 專利文獻9 :特許第3477367號公報 專利文獻10:國際公開第01/01 4484號手冊 專利文獻1 1 :特開2001 -323249號公報 專利文獻12 :特許第2794009號公報 專利文獻13 :特開2001 -1 9592 1號公報 201015588 【發明內容】 發明之槪要 發明欲解決之課題 但,在此等習知之電路連接材料中,藉由形成於成爲 基板之玻璃的玻璃邊緣部所形成之有機膜的突起,所流動 之導電粒子會被阻擋而凝集,或,即使爲未形成有機膜之 基板,在玻璃邊緣部中C OF之光阻會阻擋接著劑的流動 e ,致導電粒子進行凝集,產生短路之問題仍存在。 進一步,在最近,就玻璃基板之電極而言,爲了降低 成本,使用IZ0( Zinc doped Indium Oxide)電極取代習 知之ITO ( Tin doped Indium Oxide)電極之製造廠商正在 增加起來。IZO電極係相較於ITO電極而電阻値高,故使 用含有以具有習知之絕緣性的皮膜被覆表面之導電粒子的 電路連接材料時,會產生對向之電路電極間的連接電阻變 高之問題。 ® 本發明係有鑑於上述習知技術具有之課題而成者,目 的在於提供一種電路連接材料,其係可防止在玻璃基板之 邊緣部的導電粒子凝集所造成之短路發生,同時即使在使 用ΙΖΟ電極時亦可得到良好的連接電阻;以及提供一種電 路連接構造體,其係使用其而對向配置之第一電路電極與 第二電路電極電性連接而成。 用以解決課題之手段 爲達成上述目的,本發明係提供一種電路連接材料, 201015588 其係介在於相對峙之電路電極間,將相對向之電路電極加 壓,使加壓方向之電極間電性連接之電路連接材料,其特 徵爲含有:接著劑成分、表面之至少一部分以絕緣被覆體 所被覆之第一導電粒子、與表面之至少一部分以Ni或其 之合金或氧化物所被覆且具有突起之第二導電粒子;上述 第一導電粒子與上述第二導電粒子之個數比(第一導電粒 子之個數/第二導電粒子之個數)係爲〇.4〜3。 又本發明係提供一種電路連接材料,其係介在於相對 0 峙之電路電極間,將相對向之電路電極加壓,使加壓方向 之電極間以電性連接之電路連接材料,其特徵爲含有:接 著劑成分、表面之至少一部分以絕緣被覆體所被覆之第一 導電粒子、與表面之至少一部分以維克斯硬度(Vicker’s hardness) 300Hv以上之金屬、合金或金屬氧化物所被覆 且具有突起之第二導電粒子;上述第一導電粒子與上述第 二導電粒子之個數比(第一導電粒子之個數/第二導電粒 子之個數)係爲0.4〜3。 _ 若依此等之電路連接材料,可防止在玻璃基板之邊緣 部的導電粒子凝集所造成之短路發生,同時即使在使用 IZO電極時亦可得到良好的連接電阻。有關可得到如此之 效果的理由,本發明人等如以下般推測。亦即,認爲僅上 述第一導電粒子中,缺乏基板與導電粒子之間的樹脂之排 除性,無法得到充分的接觸面積,但,藉上述第二導電粒 子之存在,易排除基板與導電粒子之間的樹脂,故可確保 充分的接觸面積,並可得到良好的連接電阻者。 -8- 201015588 本發明之電路連接材料中,上述第一導電粒子與上述 第二導電粒子之體積比(第一導電粒子之體積/第二導電 粒子之體積)係宜爲0.4〜3,更宜爲〇.45~2.5,最宜爲 0.5 ~2.0。藉此,可含有用以確保基板與導電粒子之充分 的接觸面積所需之第二導電粒子,可得到更良好的連接電 阻。 又,本發明之電路連接材料之上述第二導電粒子中, ❹ 宜上述突起之高度爲50〜500nm,鄰接之上述突起間之距 離爲lOOOnm以下。藉此,可更充分降低對向之電路電極 間的連接電阻,且,可更充分抑制此連接電阻的隨時間之 上昇。 又,本發明之電路連接材料之上述第一導電粒子中, 宜以使被覆率成爲20〜70%之方式設置上述絕緣被覆體。 藉此,可充分確保鄰接之電路電極間的絕緣性,可更充分 降低對向之電路電極間的連接電阻。又,可更充分抑制連 φ 接電阻的隨時間之上昇。 又,本發明之電路連接材料中,宜上述第一導電粒子 係具備具有導電性之核粒子、與含有設置於該核粒子之表 面上之複數之絕緣性粒子的上述絕緣被覆體,上述絕緣性 粒子之平均粒徑(D2)與上述核粒子之平均粒徑(D!)之 比(D2/D,)爲1/10以下。藉此,可更充分降低對向之電 路電極間的連接電阻,且,可更充分抑制此連接電阻的隨 時間之上昇。 又,本發明之電路連接材料中,宜上述第一導電粒子 -9- 201015588 係具備具有導電性之核粒子、與含有設置於該核粒子之表 面上之有機高分子化合物之絕緣性層的上述絕緣被覆體, 上述絕緣性層之厚度(Τ2)與上述核粒子之平均粒徑(D, )之比(T2/ D,)爲1/10以下。藉此,可更充分降低對向 之電路電極間的連接電阻,且,可更充分抑制此連接電阻 的隨時間之上昇。 進一步,本發明之電路連接材料中,宜上述第一導電 粒子及上述第二導電粒子之平均粒徑皆爲2~6μπι之範圍 @ 內。藉此,可更充分確保鄰接之電路電極間的絕緣性,同 時可更充分降低對向之電路電極間的連接電阻。 本發明又,係提供一種電路連接構造體,其特徵爲將 具有第一電路電極之第一電路構件與具有第二電路電極之 第二電路構件以使上述第一電路電極與上述第二電路電極 對向之方式配置,且將上述本發明之電路連接材料介在於 對向配置的上述第一電路電極與上述第二電路電極之間, 藉由加壓加熱,使對向配置之上述第一電路電極與上述第 ❹ 二電路電極電性連接而成。 如此之電路連接構造體係因使用上述本發明之電路連 接材料而第一電路構件與第二電路構件連接,可充分抑制 鄰接之電路電極間的短路發生,且可充分降低對向之電路 電極間的連接電阻。 又,本發明係提供一種上述電路連接構造體,其中上 述第一電路電極及上述第二電路電極之至少一者係ΙΤΟ電 極。 -10- 201015588 進一步,本發明係提供上述電路連接構造體,其中上 述第一電路電極及上述第二電路電極之至少一者係IZ0電 極。 發明之效果 若依本發明,可提供一種相較於習知之電路連接材料 ,在電路間之短路很難發生,使用IZO電極等之高電阻電 Φ 極時亦可得到良好的連接電阻,且連接信賴性亦優之電路 連接材料及電路連接構造體。 用以實施發明之形態 以下,一邊依需要而參照圖面,一邊詳細地說明有關 本發明之適當的實施形態。 本發明之電路連接材料係含有接著劑成分、第一導電 粒子、與第二導電粒子者。又,在本發明中,接著劑成分 〇 係電路連接材料之構成材料中,含有導電粒子以外之全部 的材料者。 本發明之電路連接材料係可含有以由(a)環氧樹脂 、與(b )潛在性硬化劑所構成之接著劑作爲接著劑成分 〇 (a)環氧樹脂係可使用表氯醇與雙酚A、雙酚F及/ 或雙酚AD等所衍生之雙酚型環氧樹脂、表氯醇與酚酚醛 清漆或甲酚酚醛清漆所衍生之環氧酚醛清漆樹脂、具有含 萘環之骨架的萘系環氧樹脂、縮水甘油基胺、縮水甘油基 -11 - 201015588 醚、聯苯基、脂環式等之1分子內具有2個以上之縮水甘 油基的各種之環氧化合物等。此等係可以1種單獨或混合 2種以上而使用。 此等之環氧樹脂係爲防止電子遷移,宜使用使雜質離 子(Na+、(:1_等)或水解性氯等降低至3 00ppm以下之高 純度品。 (b )潛在性硬化劑可舉例如咪唑系、聯胺系、三氟 化硼-胺錯合物、硫鑰鹽、胺醯亞胺、聚胺之鹽、二氰二 _ 醯胺等。此等係可以1種單獨或混合2種以上而使用。又 ’此等之潛在性硬化劑係亦可混合分解促進劑、抑制劑等 而使用。又’使此等之潛在性硬化劑以聚胺基甲酸酯系、 聚酯系之高分子物質等被覆而微膠囊化者,因可延長可使 用時間,故佳。 又,使用於本發明之電路連接材料係可含有(c)藉 加熱或光而產生游離自由基的硬化劑、與(d)自由基聚 合性物質所構成之接著劑作爲接著劑成分。 @ (c)藉加熱或光而產生游離自由基的硬化劑(以下 ,視情況稱爲「游離自由基產生劑」)係可舉例如受過氧 化化合物、偶氮系化合物等之加熱或光進行分解而產生游 離自由基者。游離自由基產生劑係依目的之連接溫度、連 接時間、可使用時間等而適當選定,但從高反應性與可使 用時間之觀點,宜半衰期1 0小時之溫度爲40°C以上,且 半衰期1分鐘之溫度爲180 °C以下之有機過氧化物。 (c)藉加熱或光而產生游離自由基的硬化劑之調配 -12- 201015588 量係宜以接著劑成分之固形分全量作爲基準而爲0.05〜10 質量%左右,更宜爲〇·1〜5質量%。 (c)藉加熱或光而產生游離自由基的硬化劑具体上 可舉例如過氧化二醯基類、過氧化二碳酸酯類、過氧化酯 類、過氧化縮酮類、過氧化二烷基類、氫過氧化物類等。 此等之中,從抑制電路構件之電路電極的腐鈾之觀點,宜 爲過氧化酯類、過氧化二烷基類、氫過氧化物類等,進一 φ 步,從可得到高反應性之觀點,更宜爲過氧化酯類。 過氧化二醯基類可舉例如過氧化異丁基、過氧化 2,4-二氯苯甲醯基、過氧化3,5,5-三甲基己醯基、過氧化 辛醯基、過氧化月桂醯基、過氧化硬脂醯基、過氧化琥珀 醯基、苯甲醯基過氧化甲苯、過氧化苯甲醯基等。 過氧化二碳酸酯類可舉例如二正丙基過氧化二碳酸酯 、二異丙基過氧化二碳酸酯、雙(4-第三丁基環己基)過 氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基甲氧基過氧化二碳酸酯、二 〇 (2-乙基己基過氧化)二碳酸酯、二甲氧基丁基過氧化二 碳酸酯、二(3 -甲基-3 -甲氧基丁基過氧化)二碳酸酯等 〇 過氧化酯類可舉例如枯基過氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化新癸酸酯、1-環己基-1-甲基乙基過氧 化新癸酸酯、第三丁基過氧化新癸酸酯、第三丁基過氧化 三甲基乙酯、1,1,3,3 -四甲基丁基過氧化-2-乙基己酸酯、 2,5 -二甲基-2,5 -雙(2 -乙基己醯基過氧化)己烷、1-環己 基-1-甲基乙基過氧化-2-乙基己酸酯 '第三己基過氧化-2- -13- 201015588 乙基己酸酯、第三丁基過氧化-2-乙基己酸酯、第三丁基 過氧化異丁酸酯、1,1-雙(第三丁基過氧化)環己烷、第 三己基過氧化異丙基單碳酸酯、第三己基過氧化-3,5,5-三 甲基己酸酯、第三己基過氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(間-甲苯醯基過氧化)己烷、第三丁基過氧化異丙基 單碳酸酯、第三丁基過氧化-2-乙基己基單碳酸酯、第三 己基過氧化苯甲酸酯、第三丁基過氧化乙酸酯等。 過氧化縮酮類可舉例如1,1-雙(第三己基過氧化)- G 3,5,5 -三甲基環己烷、1,1-雙(第三己基過氧化)環己烷 、1,1-雙(第三丁基過氧化)-3,5,5-三甲基環己烷、1,1_ (第三丁基過氧化)環十二碳烷、2,2-雙(第三丁基過氧 化)癸烷等。 過氧化二烷基類可舉例如α,α’-雙(第三丁基過氧化 )二異丙基苯、過氧化二枯基、2,5-二甲基-2,5-二(第三 丁基過氧化)己烷、過氧化第三丁基枯基等。 氫過氧化物類可舉例如氫過氧化二異丙基苯、氫過氧 ® 化異丙苯等。 此等之(c)藉加熱或光而產生游離自由基的硬化劑 係可以1種單獨或混合2種以上而使用。又,(c )藉加 熱或光而產生游離自由基的硬化劑係亦可混合分解促@齊11 、抑制劑等而使用。 (d)自由基聚合性物質係具有藉自由基進行聚合之 官能基的物質,可舉例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、馬來 醯亞胺化合物等。 -14- 201015588 丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可舉例如胺基 )丙烯酸酯、甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基 酸酯、異丙基(甲基)丙烯酸酯、異丁基( 酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇 烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三 (甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基 2-羥基-1,3-二(甲基)丙烯醯基丙烷、2,2-1 Ο )丙烯醯基甲氧基)苯基]丙烷、2,2_雙[4_ 烯醯基聚乙氧基)苯基]丙烷、雙環戊烯基 酸酯、三環癸烯基(甲基)丙烯酸酯、雙( 醯氧基乙基)三聚異氰酸酯、ε-己內酯改 )丙烯醯氧基乙基)三聚異氰酸酯、三(( 氧基乙基)三聚異氰酸酯等。 在本發明中係可使如此之自由基聚合性 獨或2種以上組合而使用。 ® 馬來醯亞胺化合物係宜於分子中含有至 來醯亞胺基者,可舉例如1-甲基-2,4-雙馬 Ν,Ν’-間苯撐基雙馬來醯亞胺、Ν,Ν’-對苯撐 胺、Ν,Ν’-間甲苯撐基馬來醯亞胺、Ν,Ν’-4, 馬來醯亞胺、Ν,Ν’-4,4- ( 3,3’-二甲基-聯苯 醯亞胺、Ν,Ν’-4,4- ( 3,3’-二甲基二苯基甲: 亞胺、Ν,Ν’-4,4- ( 3,3’-二乙基二苯基甲烷 胺、Ν,Ν’-4,4-二苯基甲烷雙馬來醯亞胺、: 基丙烷雙馬來醯亞胺、Ν,Ν’-4,4-二苯基醚雙 甲酸酯(甲基 (甲基)丙烯 甲基)丙烯酸 二(甲基)丙 羥甲基丙烷三 )丙烯酸酯、 雙[4-((甲基 ((甲基)丙 (甲基)丙烯 (甲基)丙烯 性三((甲基 甲基)丙烯醯 物質的1種單 少2個以上馬 來醯亞胺苯、 基雙馬來醯亞 4 -聯苯撐基雙 撐基)雙馬來 院)雙馬來醯 )雙馬來醯亞 Ν,Ν,-4,4-二苯 馬來醯亞胺、 -15- 201015588 Ν,Ν’-3,3’-二苯基楓雙馬來醯亞胺、2,2-雙[4- (4-馬來醯 亞胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[3-第二丁基-4,8- (4-馬 來醯亞胺苯氧基)苯基]丙烷、1,1_雙[4- (4-馬來醯亞胺 苯氧基)苯基]癸烷、4,4’-環己撐基-雙[1-(4-馬來醯亞胺 苯氧基)-2-環己基]苯、2,2-雙[4- (4-馬來醯亞胺苯氧基 )苯基]六氟丙烷等。此等係可1種單獨或組合2種以上 而使用,或亦可與烯丙基酚、烯丙基苯基醚、安息香酸烯 丙酯等之烯丙酯化合物組合而使用。 @ 又,在本發明中係可容易地使硬化電路連接材料之前 的電路構件之暫固定的觀點,宜爲至少含有在25 °C之黏 度爲1 00000〜1000000 mPa· s之自由基聚合性物質,更宜 爲含有具 10000 0〜500000 mPa· s之黏度(25 °C)的自由 基聚合性物質。自由基聚合性物質之黏度係使用市售之E 型黏度計而測定。 (c)自由基聚合性物質之中,從黏著性之觀點,宜 爲胺基甲酸酯丙烯酸酯或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯。又’ ® 爲提昇耐熱性,宜倂用與上述之有機過氧化物的交聯後之 聚合物的Tg單獨成爲100 °C以上之自由基聚合性物質。 如此之自由基聚合性物質係可使用二環戊儲基、三環癸烯 基及/或三嗪環者。尤其,適宜使用具有三環癸烯基及/或 三嗪環之自由基聚合性物質。 又,於接著劑成分依需要而亦可適當使用氫醌、甲基 醚氫醌類等之聚合抑制劑。 進一步,以接著劑成分之固形分全量作爲基準(100 -16- 201015588 質量°/。)而使用具有磷酸酯構造之自由基聚合性物質 0.1〜10質量%時,金屬等之無機物表面的黏著強度會提 高,故佳,更宜使用0.5〜5質量%。 具有磷酸酯構造之自由基聚合性物質係可形成磷酸酐 與2-羥基(甲基)丙烯酸酯之反應物而得到。具體上係 可舉例如2-甲基丙烯醯氧乙基酸磷酸酯、2_丙烯醯氧乙基 酸磷酸酯等。此等係可1種單獨或2種以上組合而使用。 〇 本發明之電路連接材料係含有;表面之至少一部分被 絕緣被覆體被覆之第一導電粒子、表面之至少一部分被 Ni或其合金或氧化物、或、維克斯 (Vicker’s )硬度 3 ΟΟΗν以上之金屬、合金或金屬氧化物被覆且具有突起之 第二導電粒子的至少2種類的導電粒子。又,電路連接材 料含有之第一導電粒子與第二導電粒子之個數比(第一導 電粒子之個數/第二導電粒子之個數)爲0.4〜3。以下,分 別一邊參照圖面一邊說明有關第一導電粒子與第二導電粒 ❹ 子。 首先,說明有關表面之至少一部分被絕緣被覆體被覆 之第一導電粒子。第一導電粒子係宜具備具有導電性之核 粒子、與設於該核粒子之表面上的絕緣被覆體者。第一導 電粒子係宜以被覆率成爲20~70%之範圍的方式設有絕緣 被覆體者。此處,上述被覆率係以下述式(1)定義。 -17- 201015588 [數1]
m 被核粒子表面之絕緣被覆體被覆的部g而穑 攸復半1 ; 核粒子之全表面積 第一導電粒子之上述被覆率宜爲20〜70%,但更宜爲 20~60%。若第一導電粒子之被覆率爲20〜70%,爲得到充 分低之初期電阻値,可於電路連接材料中含有充分量之導 電粒子。此係伴隨導電粒子之含量的增大,即使產生導電 @ 粒子之凝集,藉由設於各別之導電粒子的絕緣被覆體,可 充分防止鄰接之電路電極間的電氣連接。 又,使用全表面以絕緣被覆體被覆之導電粒子時,於 核粒子與電路電極表面之間存在絕緣被覆體,電性經路介 入絕緣被覆體。然而,上述被覆率爲2 0~70%之第一導電 粒子係絕緣被覆爲部份性,故可充分降低介入於電性經路 之絕緣被覆體。因此,可充分抑制存在於經路之絕緣被覆 體的影響。因此,相較於全表面以絕緣被覆體被覆之導電 ❹ 粒子,可降低連接部分之初期電阻値,且,可更確實地抑 制此電阻値之隨時間的上昇。 第一導電粒子具備之絕緣被覆體係可以設於核粒子表 面上之複數的絕緣性粒子構成。此時,絕緣性粒子之平均 粒徑(D2)與核粒子之平均粒徑(D,)的比率(D2/D!) 宜爲1/10以下。若此比率爲1/10以下,可更確實地達成 連接部分的低電阻値及此電阻値之隨時間上昇的抑制兩者 -18- 201015588 又,第一導電粒子具備之絕緣被覆體係設於核電粒子 表面上且以含有有機高分子化合物之絕緣性層構成。此時 ,絕緣性層之厚度(τ2 )與核粒子之平均粒徑(D,)的比 率(T2/D,)宜爲1/10以下。若此比率爲1/10以下,可更 確實地達成連接部分的低電阻値及此電阻値之隨時間上昇 的抑制兩者。 圖1係表示第一導電粒子適當的一形態之模式截面圖 Φ 。圖1所示之第一導電粒子10A係藉由具有導電性之核 粒子1及設於此核粒子1之表面上的複數絕緣性粒子2A 來構成。 核粒子1係藉由構成中心部分之基材粒子la及此基 材粒子la之表面上的導電層lb來構成。 基材粒子la之材質係可舉例如玻璃、陶瓷、有機高 分子化合物等。此等之材質中,宜藉由加熱及/或加壓而 變形者(例如有機高分子化合物)。若爲基材粒子la變 e 形者,導電粒子10A被電路電極押壓時,與電路電極之 面積會增加。又,可吸收電路電極之表面的凹凸。因此, 電路電極間之連接信賴性會提高。 從如此之觀點,作爲構成基材粒子la之材質適宜者 係例如丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯並胍胺( benzoguanamine)樹脂、聚砂氧樹脂、聚丁二嫌樹脂或此 等之共聚物及使此等交聯者。基材粒子la係於粒子間可 爲同一或相異之種類的材質,亦可於同一粒子使1種之材 質單獨或混合2種以上之材質混合而使用。 -19- 201015588 基材粒子la之平均粒徑係可依用途等而適當設計, 但宜爲0.5~2 0μιη’更宜爲1~10μιη,最宜爲2〜5μιη。若使 用平均粒徑爲未達0.5 μιη之基材粒子而製作導電粒子,會 產生粒子之二次凝集’有鄰接之電路電極間的絕緣性不充 分之傾向,若使用超過2〇 μ™之基材粒子而製作導電粒子 ,有起因於其大小而鄰接之電路電極間的絕緣性不充分之 傾向。 導電層lb係由具有被覆基材粒子la之表面之方式所 _ 設的導電性之材質所構成的層。從充分確保導電性之観點 ,導電層lb係宜爲被覆基材粒子la之全表面。 導電層lb之材質可舉例如金、銀、鈾、鎳、銅及此 等之合金、含有錫之焊接等的合金、以及具有碳等之導電 性的非金屬。對於基材粒子la,可以無電解電鍍進行被 覆,故導電層lb之材質宜爲金屬。又,爲得到充分之可 使用時間,更宜爲金、銀、鉑及此等之合金,最宜爲金。 又,此等係可1種單獨或組合2種以上而使用。 〇 導電層lb之厚度係可依照使用於此之材質或用途等 而適當設計,但宜爲50~200nm,更宜爲80〜150nm。若厚 度未達5 Onm,有無法得到連接部分非常低之電阻値的傾 向。另外,超過20 Onm之厚度的導電層lb係有製造效率 降低之傾向。 導電層1 b係可以1層或二層以上構成。即使任一者 的情形,從使用此所製造之電路連接材料的保存性的觀點 ,核粒子1之表面層係宜以金、銀、鉑、鈀或此等之合金 -20- 201015588 構成,更宜以金構成。導電層1b由以金、銀、鉛、鈀或 此等之合金(以下稱爲「金等之金屬」)所構成之一層構 成時,爲得到連接部分非常低之電阻値,其厚度宜爲 10〜2 0 Onm。 另外,導電層lb以二層以上所構成時,導電層 lb 之最外層係宜以金等之金屬所構成’但最外層與基材粒子 1 a之間的層,亦可以含有例如鎳、銅、錫或此等之合金 φ 的金屬層構成。此時,由構成導電層lb之最外層之金等 的金屬所構成的金屬層之厚度從黏著劑成分之保存性的觀 點,宜爲30〜200nm 。 鎳、銅、錫或此等之合金係有時以氧化還原作用產生 游離自由基。因此,若金等的金屬所構成的最外層之厚度 爲未達30nm,與具有自由基聚合性之接著劑成分倂用時 ,有很難充分防止游離自由基之影響的傾向。 使導電層lb形成於基材粒子la表面上之方法係可舉 ❹ 例如無電解電鍍處理或物理性塗佈處理。從導電層lb之 形成的容易性之觀點,宜使由金屬所構成之導電層lb藉 無電解電鍍處理而形成於基材粒子la之表面上。 絕緣性粒子2A係藉由氧化矽、玻璃、陶瓷、等之絕 緣性的材料或有機高分子化合物所構成。有機高分子化合 物宜爲具有熱軟化性者。 絕緣性粒子之適當材料係聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-(甲基) 丙烯酸酯共聚物、聚酯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚苯乙 -21 - 201015588 烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-異丁烯共聚物、 苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物 、乙烯-丙烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯系橡膠、苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物、苯氧樹脂、固形環氧樹脂等。此等係 可1種單獨使用亦可組合2種以上而使用。又,從粒度分 布之分散度、耐溶劑性及耐熱性之觀點’尤其適宜爲苯乙 烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物。就絕緣性粒子2A之製造方 法可舉例如晶種聚合法等。 @ 構成絕緣性粒子2A之有機高分子化合物的軟化點, 宜爲電路構件彼此間之連接時的加熱溫度以上。若軟化點 未達連接時的加熱溫度,起因於連接時絕緣性粒子2A過 度變形,有無法得到良好的電氣連接之傾向。 構成絕緣性粒子2A之有機高分子化合物之交聯度宜 爲5〜20 %,更宜爲5〜15 %,最宜爲8〜13 %。交聯度爲上述 範圍內之有機高分子化合物係與範圍外之有機高分子化合 物相較,具有連接信賴性與絕緣性之兩者優異之特性。因 @ 此,若交聯度未達5 %,有鄰接之電極電路間之絕緣性變 成不充分的傾向。另外,若交聯度超過20%,有很難達成 連接部分非常低之初期電阻値及電阻値隨時間上昇之抑制 的兩者之傾向。 有機高分子化合物之交聯度係可藉由交聯性單體與非 交聯性單體之組成比來調整。在本發明所謂之交聯度係意 指以交聯性單體與非交聯性單體之組成比(饋入質量比) 所得到的理論計算値。亦即,合成有機高分子化合物時而 -22- 201015588 調配之交聯性單體的饋入質量以交聯性單體與非 單體的合計饋入質量比除而算出之値。 構成絕緣性粒子2A之有機高分子化合物的 宜爲90%以上’更宜爲95%以上。若凝膠分率未 使導電粒子10A分散於接著劑成分中而製作電 料時’有接著劑成分之絕緣電阻隨時間降低之傾 此處所謂凝膠分率係表示有機高分子化合物 〇 耐性的指標’以下說明其測定方法。爲測定凝膠 定有機高分子化合物(被測定試料)之質量(質 將被測定試料收容於容器內,再置入溶劑。在雜 中,使被測定試料於溶劑中攪拌2 4小時,並進 其後’使溶劑揮發等而除去,測定攪拌浸漬後之 料的質量(質量B)。凝膠分率(%)係依下式 値。 Ο 凝膠分率(%)=(質量B/質量Α)χ100 使用於凝膠分率(% )之測定的溶劑係甲苯 電路連接材料之溶液的調製,一般係可使用甲苯 、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、甲基異丁基酮 喃。電路連接材料之溶液的調製係從此等之中, 獨或混合2種以上而使用。 絕緣性粒子2 A之平均粒徑係可依用途等而 ’但且爲 50~500nm ’更宜爲 50〜400nm, 交聯性之 凝膠分率 達 90%, 路連接材 向。 對溶劑之 分率,測 量A )。 i 度 2 3。。 行浸漬。 被測定試 所算出之 。又,於 、二甲苯 、四氫呋 可1種單 適當設計 最宜爲 -23- 201015588 100〜300nm。若平均粒徑未達 50nm,有鄰接之電路間之 絕緣性變成不充分的傾向,另外,若超過5 0 Onm,有很難 達成連接部分非常低之初期電阻値及電阻値隨時間上昇之 抑制的兩者之傾向。 絕緣性粒子2A係宜上述式(1 )所定義的被覆率成 爲20〜70%之方式形成於核粒子1之表面上。從更確實地 得到絕緣與導電之效果的觀點,被覆率宜爲20-60%,更 宜爲25〜60%,最宜爲28〜55%。若被覆率未達20%,有鄰 _ 接之電路電極間之絕緣性變成不充分的傾向,另外,若超 過70%,有很難達成連接部分非常低之初期電阻値及電阻 値隨時間上昇之抑制的兩者之傾向。又,被覆核粒子1之 複數的絕緣性粒子2A係在核粒子1之表面上,宜充分分 散。 在本發明所謂的被覆率係可藉由以掃描型電子顯微鏡 (倍率8000倍)之觀察而得到,爲依據下述之測定値者 。亦即,被覆率係依據核粒子及絕緣性粒子之各別的平均 粒徑、以及附著於1個的核粒子之絕緣性粒子的個數’所 算出之値。對於任意選擇之粒子5 0個而如上述做法進行 測定,算出其平均値。 核粒子1之平均粒徑係如以下做法而進行測定。亦即 ,任意選擇1個之核粒子,再以掃描型電子顯微鏡進行觀 察而測定其最大徑及最小徑。以此最大徑及最小徑之積的 平方根作爲其粒子之粒徑。對於任意選擇之粒子5 0個而 如上述做法進行測定粒徑’以其平均値作爲核粒子1之平 -24- 201015588 均粒徑(D】)。絕緣性粒子2 A之平均粒徑,亦與此同樣 做法而對於任意之絕緣性粒子5 0個而測定其粒徑,以其 平均値作爲核粒子2 A之平均粒徑(D 2 )。 1個之導電粒子具備的絕緣性粒子之個數係如以下做 法而進行測定。亦即,任意地選擇表面之一部分被覆複數 之絕緣性粒子2A的導電粒子1個。繼而,再以掃描型電 子顯微鏡進行攝影,計算附著於可觀察之核粒子表面上的 φ 絕緣性粒子之數目。藉此,使所得到之計數爲2倍,以算 出附著於1個核粒子之絕緣性粒子的數目。對於任意選擇 之導電粒子50個而如上述做法進行測定絕緣性粒子的數 目,以其平均値作爲1個之導電粒子具備的絕緣性粒子的 個數。 核粒子之全表面積係意指以上述(D!)作爲直徑之球 的表面積。另外,被核粒子表面的絕緣被覆體被覆之部分 的面積,係對以上述(D2)作爲直徑之圓的面積之値乘上 φ 1個之導電粒子具備的絕緣性粒子的個數所得到之値。 絕緣性粒子2A之平均粒徑(D2 )與核粒子1之平均 粒徑(D,)的比率(D2/D!)宜爲1/10以下,更宜爲1/15 以下。又,此比率(D2/D】)之下限宜爲1/20。若D2/Di 超過1/10,有很難達成連接部分非常低之初期電阻値及電 阻値隨時間上昇之抑制的兩者之傾向。另外,若爲未達 1 /20,鄰接之電路間的絕緣性有不充分的傾向。 又,形成於核粒子1之表面上的絕緣被覆體係如絕緣 性粒子2A般不限制於球狀者。絕緣被覆體係亦可爲由與 -25- 201015588 絕緣性粒子2A同樣的材質所構成之絕緣性層。例如,圖 2所示之第一導電粒子10B係具備部分地設置於該粒子1 的表面上之絕緣性層2B。 絕緣性層2B係宜以被覆率成爲20〜70%之方式形成於 核粒子1的表面上。從更確實地得到本發明之效果的觀點 ,被覆率宜爲20〜60%,更宜爲25〜60%,最宜爲28〜55% 。若被覆率未達20%,有鄰接之電路電極間之絕緣性變成 不充分的傾向,另外,若超過70%,有很難達成連接部分 _ 非常低之初期電阻値及電阻値隨時間上昇之抑制的兩者之 傾向。又,被覆核粒子1之絕緣性粒子2B的各被覆區域 係在核粒子1之表面上,宜充分分散。各被覆區域亦可分 別孤立,亦可連續。 絕緣性層2B之厚度(T2 )與核粒子1之平均粒徑(
Di )的比率(IVD!)宜爲1/10以下,更宜爲1/15以下。 又,此比率(TVD!)之下限宜爲1/20。若 TVD,超過 1 / 1 〇,有很難達成連接部分非常低之初期電阻値及電阻値 G 隨時間上昇之抑制的兩者之傾向。另外,若爲未達1/20, 鄰接之電路間的絕緣性有不充分的傾向。 絕緣被覆體以絕緣性層2 B所構成之時的被覆率係可 依以下之順序算出。亦即,使任意選擇之導電粒子 50個 以掃描型電子顯微鏡分別攝影,使附著於可觀察之核粒子 表面上之絕緣性層的面積之測定値進行相加平均來得到。 又,有關絕緣性層2B之厚度(T2 ),使任意選擇之 導電粒子50個以掃描型電子顯微鏡分別攝影,使各導電 -26- 201015588 粒子之表面上的絕緣性層2B的厚度之測定値進行相加平 均來得到。 於核粒子1之表面形成絕緣被覆體(絕緣性粒子 2A 或絕緣性層2 B )之方法,係可使用公知之方法,可舉例 如利用以有機溶劑或分散劑所產生的化學變化之濕式方法 及利用以機械能量所產生之物理化學變化的乾式方式。可 舉例如噴霧法、高速攪拌法、噴塗吹乾法等。 φ 爲更確實地得到本發明之效果,係使粒徑被非常均一 化之複數絕緣性粒子2A設於核粒子1之表面上,藉此, 宜構成絕緣被覆體。又,與其採用溶劑或分散劑很難完全 除去之濕式方法,不如採用不使用溶劑之乾式方式。 可以乾式方式於核粒子1之表面形成絕緣被覆體的裝 置,可舉例如Mechanomill (商品名,(股)德壽工作所 製)、Hybridizer ((股)奈良機械製作所製、商品名: NHS系列)等。其中,使絕緣被覆體形成於核粒子1之表 φ 面上時使核粒子1之表面改質成適當的狀態,故宜使用 Hybridizer。若依此裝置,可進行以粒子程度之精密被覆 ,使粒徑被非常均一化之絕緣性粒子2A形成於核粒子1 之表面上。 絕緣被覆體之形狀的控制係可藉由例如調整被覆處理 之條件來實施。被覆處理之條件係例如溫度、旋轉速度。 又,絕緣性粒子2A之平均粒徑或絕緣性層2B之厚度係 可藉由調整被覆處理之條件或供給至該處理之核粒子1與 有機高分子化合物(絕緣被覆體之材質)的調配比率來實 -27- 201015588 施。 被覆處理(乾式方式)的溫度宜爲30〜9(TC,更宜爲 5 0〜70°C ° 又,被覆處理(乾式方式)之旋轉速度宜爲 6000〜20000/分,更宜爲 1〇〇〇〇~1 7000/分。 以上,說明有關實施絕緣被覆處理之第一導電粒子的 適當形態,但,本發明之第一導電粒子係不限制於上述之 形態者。本發明之第一導電粒子係在不超出其要旨之範圍 春 可做各種變形。例如,在上述實施形態中,係例示以基材 粒子1 a及導電層1 b所構成之核粒子1,但,核粒子係亦 可爲以具有導電性之材質(例如,與導電層lb同樣材質 )所構成者。又,亦可使用由熱熔融金屬所構成之粒子作 爲核粒子。此時,可受加熱及加壓而使核粒子充分變形。 又,第一導電粒子係就絕緣被覆體而言亦可爲使絕緣 性粒子2 A及絕緣性層2 B之兩者設於核粒子1之表面上 者。 其次,說明有關第二導電粒子’其係表面之至少一部 分以Ni或其合金或氧化物、或維克斯(Vicker’s )硬度 300 Hv以上之金屬、合金或金屬氧化物被覆’且具有突起 〇 圖3(a)及(b)係表不第二導電粒子之適當的一形 態之截面斷面圖。如圖3 (a)所示,第二導電粒子20A 係以由有機高分子化合物所構成之核體21、形成於核體 21之表面上的金屬22所構成。核體21係以中核部21a、 -28- 201015588 與形成於中核部21a之表面上的突起部21b所構成。金 屬層22係於其表面側具有複數之突起部14。 構成核體21之中核部21a的有機高分子化合物係可 舉例如丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯並胍胺樹脂' 聚矽氧 樹脂、聚丁二烯樹脂或此等之共聚物,亦可使用交聯此等 者。 構成突起部21b之有機高分子化合物係亦可與構成中 Q 核部21a的有機高分子化合物同一亦可相異。又,突起部 21b之平均粒徑宜爲50〜500nm。 核體21係可藉由於中核部21a之表面吸附複數個具 有小於中核部21a之徑的突起部21b來形成。 金屬層22之材料係Ni或其合金或氧化物或維克斯( Vicker’s)硬度3 00Hv以上之金屬、合金或金屬氧化物。 維克斯(Vicker’s)硬度3 00Hv以上之金屬、合金或金屬 氧化物可舉例如Ni、Pd、Rh、以及其等之合金及氧化物 φ 。此等之中金屬層22之材料係從汎用性之觀點,宜爲Ni 或其合金或氧化物,更宜爲Ni。 成爲金屬層22之材料的金屬、合金或金屬氧化物的 維克斯(Vicker’s)硬度爲3 00Hv以上,但從與樹脂排除 性與變形性之觀點,宜爲300〜800Hv,更宜爲300〜600Hv 〇 金屬層22係可使用例如無電解電鍍法而形成於核體 2 1之表面。 又,鎳合金係依於電鑛浴中所調配之添加劑有各種者 -29- 201015588 。更已爲人知之鎳合金係可舉例如鎳-磷、鎳-硼等。 金屬層22之厚度(電鍍之厚度)宜爲5 0〜17 Onm,更 宜爲50〜150nm。使金屬層22之厚度爲如此之範圍,可使 電路電極間之連接電阻爲更良好的者。金屬層22之厚度 未達50nm,係有產生電鍍之缺損等而有連接電阻變大之 傾向,若超過17〇nm,有於導電粒子間產生凝結而鄰接之 電路電極間產生短路的傾向。 導電粒子 20 A之突起部 14的高度(H)係宜爲 50~500nm,更宜爲 75〜300nm。突起部之高度未達 50nm 時,高溫高濕處理後,有連接電阻變高之傾向,若超過 5 OOnm時係因與導電粒子之電路電極的接觸面積變小,故 有連接電阻變高之傾向。 鄰接之突起部14間的距離(S)係宜爲10 OOnm以下 ,更宜爲 500nm以下。若突起部 14間之距離超過 lOOOnm,因突起變疏,導電粒子與電路電極之接觸面積 變小,有連接電阻變高之傾向。又,鄰接之突起部14間 〇 的距離(S )係於導電粒子與電路電極之間未進入接著劑 成分,而從使導電粒子與電路電極充分接觸之觀點,宜爲 5 Onm以上。又導電粒子2 0A之突起部14之高度(H)及 鄰接之突起部14間的距離(S)係可藉由電子顯微鏡進行 測定。 又,第二導電粒子係如示於圖3(b),亦可僅核體 21以中核部21a所構成。此第二導電粒子20 B係金屬電 鍍核體21之表面,可藉由於核體21之表面上形成金屬層 -30- 201015588 22來得到。但,突起部14係金屬電鍍時, 而改變金屬層22之厚度以形成於金屬層22 件之變更例如於最初所使用之電鍍液中,追 之電鍍液,以使電鍍液濃度形成不均一來實 又,第二導電粒子係亦可於非導電性之 塑膠等之絕緣粒子被覆Ni或其合金或氧化 (Vicker’s )硬度300Hv以上的金屬、合金 φ 者。第二導電粒子爲於絕緣粒子被覆導電性 外層爲Ni,使成爲核之絕緣粒子爲塑膠時 電粒子爲熱熔融金屬粒子時,具有以加熱加 形性,連接時與電路電極之連接面積增加而 故佳。 在電路連接材料中,第一及第二導電粒 配量宜相對於接著劑成分1 〇〇體積份,在C 之範圍依用途分開使用。爲更充分防止第一 φ 子所產生之鄰接電路之短路等,調配量更宜 積份。 又,第一及第二導電粒子之平均粒徑係 小於連接之電路的電極高度,從鄰接電極間 的觀點,宜爲1〜ΙΟμιη,更宜爲2〜8μιη,最: 又,第一導電粒子之平均粒徑小於第二導電 徑,可使對向之電路電極間連接電阻更充分 高,故佳。又,第一導電粒子之平均粒徑大 子之平均粒徑,可使鄰接之電路電極間之絕 改變電鍍條件 。又’電鍍條 加濃度高於此 施。 玻璃、陶瓷、 物、或維克斯 或金屬氧化物 物質者,使最 ,或,第二導 壓所造成之變 信賴性提高, 子之合計的調 >.1~3〇體積份 及第二導電粒 爲0.1〜10體 任一者均,若 之短路減少等 I[爲 2~6μηι。 粒子之平均粒 降低之效果提 於第二導電粒 緣性充分確保 -31 - 201015588 ,故佳。尤其,認爲全表面被絕緣被覆體被覆之導電粒子 或被覆率超過70%之導電粒子,效果出現很大。又,認爲 被覆率爲20%〜70%之導電粒子,或絕緣性微粒子設於具 有導電性之各粒子表面上之時,依絕緣性微粒子之大小或 被覆率而傾向改變,故宜進行適當調整。此等係可依例如 用途相異之本發明的電路連接材料所求出的特性而進行選 擇。 又,第一及第二之導電粒子係宜從1 〇%壓縮彈性率( _ K値)爲100〜1 000kgf/mm2者適當選擇而使用。 此處,第二導電粒子之平均粒徑亦如以下做法而測定 。亦即,任意選擇1個之導電粒子,再以掃描型電子顯微 鏡進行觀察而測定其最大値及最小値。以此最大値及最小 値之積的平方根作爲其粒子的粒徑。對於任意選擇之導電 粒子50個而如以下做法進行測定,以其平均値作爲導電 粒子之平均粒徑。 以上,說明有關表面之至少一部分以Ni或其合金或 參 氧化物,或以維克斯硬度(Vicker’s hardness ) 3 00Hv 以上之金屬、合金或金屬氧化物所被覆,且具有突起之第 二導電粒子的適當形態,但本發明中之第二導電粒子係不 限制於上述之形態。 本發明之電路連接材料中的第一及第二導電粒子的個 數係使形成電路連接材料之接著劑成分中的樹脂成分溶解 於可溶解的溶劑中,從所得到之不溶成分除去多餘之溶劑 成分等之後,可以掃描型電子顯微鏡進行觀察來確認。 -32- 201015588 可使樹脂成分溶解之溶劑係有例如MEK (甲基乙基 酮)、甲苯等,但不限於此等之溶劑中。 觀察存在於所得到之不溶成分中的導電粒子100個以 上,測定第一導電粒子與第二導電粒子之個數比(第一導 電粒子之個數/第二導電粒子之個數)。在本發明之電路 連接材料中係必須上述個數比(第一導電粒子之個數/第 二導電粒子之個數)爲0.4〜3’更宜爲0.45〜2.5’最宜爲 ❹ 0.5〜2.0。 在本發明中,有關電路連接材料中之導電粒子的體積 係可從電路連接材料中所含有之導電粒子的平均粒徑與每 單位面積之導電粒子個數換算成體積比,可求出第一導電 粒子與第二導電粒子之體積比(第一導電粒子的體積/第 二導電粒子之體積)。在本發明之電路連接材料中係宜爲 上述體積比(第一導電粒子之體積/第二導電粒子之體積 )爲0.4〜3,更宜爲0.45〜2.5,最宜爲0_5〜2.0。 φ 有關導電粒子之體積的定義係對於突起部或絕緣性層 占有之導電粒子全體的體積之比率很微小,故在本案發明 中之導電粒子的體積之測定中,絕緣性粒子2A、絕緣性 層2B及突起部14係不算出。 又,本發明之電路連接材料係亦可含有第一導電粒子 及第二導電粒子以外之其他的導電粒子。其他之導電粒子 的含有比率係相對於第一導電粒子及第二導電粒子之總個 數,宜爲50%以下,更宜爲30%以下,尤宜爲20%以下。 其他之導電粒子係無特別限定,但可舉例如Au、Ag -33- 201015588 、Ni、Cu及焊接等之金屬粒子或碳等。又,其他之導電 粒子係使成爲核之粒子以1層或2層以上的層被覆,亦可 爲其最外層具有導電性者。此時,於最外層係組合N i、
Cu等之過渡金屬、或Au、Ag、鉑族金屬等之貴金屬的1 種或2種以上而使用。又,最外層宜爲以貴金屬作爲主成 分之層。 其他之導電粒子係亦可使以作爲核之過渡金屬作爲主 成分之粒子或以被覆核之過渡金屬作爲主成分的層之表面 _ ’進一步以使貴金屬作爲主成分之層進行被覆而成者。又 ,其他之導電粒子係可以非導電性之玻璃、陶瓷、塑膠等 作爲主成分之絕緣性粒子作爲核,亦可使此核之表面以上 述金屬或碳作爲主成分之層被覆者。 其他之導電粒子爲以導電層被覆絕緣性粒子之核而成 者之時’宜爲以塑膠作爲主成分之絕緣性粒子作爲核,以 使此核之表面以Ni等之過渡金屬作爲主成分的層被覆, 進一步,使此層之表面以Au等之貴金屬作爲主成分之最 0 外層被覆者。 又’本發明之電路連接材料係因處理性優異,故宜以 薄膜狀使用’其時’亦可於接著劑成分中含有薄膜形成性 高分子。薄膜形成性高分子係可使用聚苯乙烯、聚乙烯、 聚乙烯丁縮醛、聚乙烯甲醛、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、 聚氯化乙烯、聚苯醚、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂 、二甲苯樹脂、環氧樹脂、聚異氰酸酯樹脂、苯氧樹脂、 聚醯亞胺樹脂、聚酯胺基甲酸酯樹脂等。此等之中,具有 -34- 201015588 經基之官能基的樹脂可提昇黏著性,故更佳。又,亦可使 用使此等之高分子以自由基聚合性的官能基改性者。 此等薄膜形成性高分子的重量平均分子量宜爲1 0 000 以上。又,若重量平均分子量超過1000000,混合性降低 ,故宜未達1 000000。 進一步,本發明之電路連接材料係亦可於接著劑成分 中含有橡膠微粒子、塡充材、軟化劑、促進劑、抗老化劑 ❹ 、著色劑、難燃劑、觸變劑、偶合劑、酚樹脂、三聚氰胺 樹脂、異氰酸酯類等。 橡膠微粒子係只要粒子之平均粒徑爲調配之第一及第 二導電粒子的各平均粒徑之2倍以下,且在室溫(25 °c ) 之貯存彈性率爲第一及第二導電粒子以及接著劑成分之室 溫的貯存彈性率之1/2以下者即可。尤其,橡膠微粒子之 材質爲聚矽氧、丙烯酸乳化液、SBR、NBR、聚丁二烯橡 膠之微粒子係適宜1種單獨或混合2種以上而使用。3次 ❹ 元交聯之此等橡膠微粒子係耐溶劑性優異,可容易分散於 接著劑成分中。 於電路連接材料中含有塡充材時,連接信賴性等會提 高,故佳。塡充材係只要其最大徑未達第一及第二導電粒 子之各平均粒徑即可使用。塡充劑之調配量係宜以電路連 接材料之固形分全量作爲基準而爲5〜60體積%的範圍。 若調配量超過60體積%,有信賴性提昇之效果飽和的傾 向,未達5體積%時係無法充分得到塡充劑添加之效果的 傾向。 -35- 201015588 偶合劑係從黏著性之提昇的觀點,宜爲含有選自乙烯 基、丙烯酸基、胺基、環氧基及異氰酸酯基所構成之群的 1種以上之基的化合物。 圖4係表示本發明之電路連接材料之一實施形態的薄 膜狀之電路連接材料的模式截面圖。薄膜狀之電路連接材 料50係至少含有接著劑成分51、第一導電粒子10、及第 二導電粒子20。如此地,藉由使電路連接材料爲薄膜狀 ,可容易進行處理。 又,本發明之電路連接材料係亦可分離成含有反應性 樹脂之層、與含有潛在性硬化劑之層,或分離成含有可產 生游離自由基之硬化劑的層與含有導電粒子之層。形成如 此之構造時,可得到高精細化與可使用時間提昇之效果。 本發明之電路連接材料係亦可用來作爲1C晶片與基 板之黏著或電性電路相互黏著用之薄膜狀接著劑。亦即, 具有第一電路電極(連接端子)之第1電路構件、與具有 第二電路電極(連接端子)之第二電路構件,使第一電路 電極及第二電路電極對向而配置,於所對向配置之第一電 路電極與第二電路電極之間介入本發明之電路連接材料而 進行加熱加壓’俾使所對向配置之第一電路電極與第二電 路電極電性連接,可構成電路連接構造體。 構成如此之電路連接構造體的電路構件係可舉例如半 導體晶片、電阻體晶片、電容器晶片等之晶片零件、印刷 基板等之基板等。於此等之電路構件係一般設有多數(視 情況亦可爲單數)電路電極,使電路構件之至少1組設於 -36- 201015588 其等之電路構件的電路電極之至少一部分對向配置,使對 向配置之電路電極間介入本發明之電路連接材料,加熱加 壓而對向配置之電路電極間電性連接而構成電路連接構造 體。 藉由使電路構件之至少一組進行加熱加壓,俾對向配 置之電路電極間係藉直接接觸或介入異方導電性接著劑( 電路連接材料)的導電粒子而電性連接。 Q 本發明之電路連接材料係連接時電路連接材料會熔融 流動,得到相對向之電路電極的連接,硬化而保持連接者 ,電路連接材料之流動性爲重要的因子。 於厚0.7mm、15mmxl5mm之玻璃板上,挾住厚35μηι 、5 mm X 5 mm之電路連接材料,以170°C、2MPa、10秒之 條件進行加熱加壓時,使用初期之面積(A )與加熱加壓 後之面積(B )所示之流動性(B/A )之値宜爲1.3〜3.0, 更宜爲1 · 5〜2.5。此値未達1 . 3時,流動性差,有無法得 〇 到良好之連接的傾向,超過3.0時,易產生氣泡,有信賴 性差之傾向。 本發明之電路連接材料在硬化後之40 °C的彈性率宜 爲 100~3000MPa’ 更宜爲 500〜2000MPa。 又’本發明之電路電極的連接方法係使具有以熱或光 所產生之硬化性的電路連接材料,形成於表面爲選自金、 銀、錫及鈾族之金屬的一者之電路電極上之後,使另一者 之電路電極對位,進行加熱、加壓而連接。 其次’使用圖面而說明本發明之電路連接構造體的製 -37- 201015588 造方法的適當之一形態。圖5係模式地表示本發明之電路 連接構造體的製造方法之步驟截面圖。圖5(a)係連接 電路構件間之前的電路構件之截面圖,圖5(b)係連接 電路構件間之時的電路連接構造體之截面圖,圖5(c) 係連接電路構件間之電路連接構造體之截面圖。 首先,如圖5(a)所示,在設於LCD面板73上之電 路電極 72上,載置使電路連接材料成形爲薄膜狀而成之 薄膜狀的電路連接材料(異方導電性黏著薄膜)50。 @ 繼而,如圖5 ( b )所示,一邊進行對位,一邊使設 有電路電極76之電路基板75以電路電極72與電路電極 76相互對向之方式載置於薄膜狀之電路連接材料 5〇上 ,使薄膜狀之電路連接材料50介於電路電極72與電路電 極76之間。又,電路電極72及76係於深度方向具有複 數電極並排之構造(未圖示)。又,設有電路電極76之 電路基板75係可舉例如COF等。 薄膜狀之電路連接材料50係薄膜狀,故很容易處理 ❹ 。因此,可使此薄膜狀之電路連接材料50容易地介入電 路電極72與電路電極76之間,可使LCD面板73與電路 基板75之連接作業容易進行。 其次,一邊加熱,一邊介入LCD面板73與電路基板 75,使薄膜狀之電路連接材料 50朝圖5(b)之箭頭A 的方向而進行硬化處理。藉此而如圖5(c)所示般,可 藉由電路連接材料50之硬化物所構成之電路連接部60得 到連接電路構件間之電路連接構造體7〇。硬化處理之方 38 - 201015588 法係依所使用之接箸劑成分而可採用加熱及光照射之一者 或兩者。藉加壓薄膜狀之電路連接材料5〇而進行硬化處 理’電路連接材料50會流動’硬化’使電路電極72與電 路電極76電性連接,且機械性固定。 【實施方式】 實施例 φ 以下’藉實施例更詳細地說明本發明,但,本發明係 不受此等之實施例限制。 (實施例1 ) (胺基甲酸酯丙烯酸酯之合成) 使重量平均分子量800之聚己內酯二醇400質量份、 2-羥基丙基丙烯酸酯131質量份、作爲觸媒之二丁基錫二 月桂酸酯0.5質量份、及、作爲聚合抑制劑之氫醌單甲 ❹ 基醚1.0質量份一邊進行攪拌,一邊加熱至50°C而混合 〇 然後’滴下異佛爾酮二異氰酸酯222質量份’進一 步一邊進行攪拌一邊昇溫至80 t而進行胺基甲酸酯反應 。確認異氰酸酯基之反應率成爲9 9 %以上之後,降低溫度 ,得到自由基聚合性物質之胺基甲酸酯丙烯酸酯。 [聚酯胺基甲酸酯樹脂之調製] 以對酞酸/丙二醇/4,4,-二苯基甲烷二異氰酸酯的莫耳 -39- 201015588 比成爲1 .o/l .3/0.25之方式的量,使用作爲二羧狻之對酞 酸、作爲二醇之丙二醇、作爲異氰酸酯之4,4’-二苯基甲 烷二異氰酸酯,以如下之順序調製聚酯胺基甲酸酯樹脂。 使藉二羧酸與二醇之反應所得到的聚酯多元醇溶解於 甲乙酮之溶液投入於具備攪拌機、溫度計、冷凝器及真空 產生裝置與氮氣導入管之附燒杯之不銹鋼製高壓鍋中。然 後,投入異氰酸酯特定量,相對於聚酯多元醇100質量份 而投入二丁基錫月桂酸酯0.02質量份作爲觸媒,在75 °C 下反應10小時後,冷卻40°C。進一步,加入六氫化吡啶 而反應3 0分以進行鏈延長後,再以三乙胺中和。 若使上述反應後之溶液滴下於純水中,溶劑及觸媒會 溶解於水,同時作爲酯胺基甲酸酯化合物之聚酯胺基甲酸 酯樹脂會析出。所析出之聚酯胺基甲酸酯樹脂以真空乾燥 機乾燥,得到聚酯胺基甲酸酯樹脂。 所得到之聚酯胺基甲酸酯樹脂的重量分子量藉凝膠浸 透色層分析而測定後,爲3 0000。 使上述聚酯胺基甲酸酯樹脂溶解於甲乙酮成爲20質 量%。上述聚酯胺基甲酸酯樹脂之甲乙酮溶液使用塗佈裝 置而塗佈於厚度80μιη之單面經表面處理之PET薄膜,藉 由70°C、10分鐘之熱風乾燥,製作厚度爲35μηι之樹脂 薄膜。有關此樹脂薄膜,使用廣域動態黏彈性測定裝置, 以抗拉荷重5 gf、頻率1 0 Hz之條件測定彈性率的溫度依 存性。在所得到之彈性率-溫度曲線中’從使玻璃轉移區 域之前後各別的基線延長之直線,朝縱軸方向位於等距離 -40- 201015588 之直線、與玻璃轉移區域之階段狀變化部分的曲線交差之 點的溫度(中間點玻璃轉移溫度)作爲聚酯胺基甲酸酯樹 脂之玻璃轉移區域而求出之後’爲105°c。 [第一導電粒子a之製作] 準備一種於由成爲核之聚苯乙烯所構成之粒子的表面 ,設有厚 0·2μπι之鎳層,並於此鎳層之外側設有厚 φ 0.04μιη之金層的平均粒徑4μηι的導電粒子。另外,準備 由苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物所構成之絕緣性粒子 。使用Hybridizer’使上述導電粒子之表面以上述絕緣性 粒子被覆,準備第一導電粒子a。此第一導電粒子a的 02/0,爲1/12,被覆率爲50%。 [第二導電粒子a之製作] 準備一種於由成爲核之聚苯乙烯所構成之粒子的表面 φ ,設有厚0.2 μιη之鎳層,並於此鎳層之外側設有Ni突起 之平均粒徑4μιη的第二導電粒子a。此第二導電粒子a之 Ni的維克斯(Vicker’s)硬度爲3 5 0 Hv,突起之高度爲 120nm,突起間距離爲420nm。 [電路連接材料之製作] 使作爲自由基聚合性物質之上述胺基甲酸酯丙烯酸酯 3〇質量份及三聚異氰酸酯型丙烯酸酯(製品名:M-3 25, 東亞合成公司製)20質量份、2-甲基丙烯醯氧乙基酸磷 -41 - 201015588 酸酯(製品名:P-2M、共榮社化學社製)1質量份、作 爲游離自由基產生劑之過氧化苯甲醯基(製品名:Ny per BMT-K40、日本油脂公司製)3質量份、以及上述聚酯 胺基甲酸酯樹脂的20質量%甲乙酮溶液60質量份(固 形分:1 2質量份)進行混合,攪拌而作爲接著劑成分。 使上述第一導電粒子a及上述第二導電粒子a調配分 散於接著劑成分,得到塗佈用之分散液。第一導電粒子a 及第二導電粒子a之調配量係以塗佈用之分散液的固形分 φ 全量作爲基準,任一者均成爲1.5體積%之量。 使所得到之分散液使用塗佈裝置而塗佈於厚度50μιη 之單面經表面處理之PET薄膜,藉由進行7(TC、10分鐘 之熱風乾燥,形成厚度爲16μιη之接著劑層(異方導電性 接著劑層)(寬度15cm、長度70m )。將所得到之接著 劑層與PET薄膜的層合體裁切成1.5mm寬,於內徑40mm 及外徑48mm之塑膠製軋的側面(1.7mm寬)使黏著薄膜 面作爲內側而捲成50m,得到膠帶狀之電路連接材料。 參 (實施例 2〜3 ) 使第一導電粒子a及第二導電粒子a之調配量如表1 所示般改變以外,其餘係與實施例1同樣做法,得到實 施例 2〜3之膠帶狀的電路連接材料。 (實施例4~6 ) [第一導電粒子b之製作] -42- 201015588 準備一種於由成爲核之聚苯乙烯所構成之粒子的表面 ,設有厚〇·〇9μιη之鎳層,並於此鎳層之外側設有厚 0.0 3 μιη之金層的平均粒徑3μιη之導電粒子。另外,準備 由苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物所構成之絕緣性粒子 。使用Hybridizer,使上述導電粒子之表面以上述絕緣性 粒子被覆,準備第一導電粒子b。此第一導電粒子b的 Dj/D!爲1/15,被覆率爲55%。 [第二導電粒子b之製作] 準備一種於由成爲核之聚苯乙烯所構成之粒子的表面 ,設有厚Ο.ίμιη之鎳層,並於此鎳層之外側設有Ni突起 之平均粒徑3μιη的第二導電粒子b。此第二導電粒子b之 Ni的維克斯(Vicker’s)硬度爲3 5 0 Hv’突起之高度爲 1 OOnm,突起間距離爲200nm。 Q [電路連接材料之製作] 除使用第一導電粒子b及第二導電粒子b取代第一導 電粒子a及第二導電粒子a’並使其等之調配量爲表1所 示之量以外,其餘係與實施例1同樣做法,得到實施例 4~6之膠帶狀的電路連接材料。 (比較例1〜7) [被覆Au之導電粒子的製作] 準備一種於由成爲核之聚苯乙稀所構成之粒子的表面 -43- 201015588 ,設有厚 0.2 μπι之鎳層,並於此鎳層之外側設有厚 0.04μηι之金層,平均粒徑4μιη的被覆Au之導電粒子。 此被覆Au之導電粒子的Au之維克斯(Vicker’s)硬度爲 1 5 0 H v。 [電路連接材料之製作] 除以同表所示之調配量使用表2所示之導電粒子以外 ,其餘係與實施例1同樣做法,得到比較例1〜7之膠帶 狀的電路連接材料。 又,表1及2中,個數比係意指第一導電粒子與第二 導電粒子之個數比(第一導電粒子之個數/第二導電粒子 之個數)。又,使用被覆Au之導電粒子取代第二導電粒 子時,個數比係意指第一導電粒子與被覆Au之導電粒子 之個數比(第一導電粒子之個數/被覆人1!之導電粒子之個 數)。 [表1] 單位 實施例 1 2 3 4 5 6 第一導電粒子a 體積% 1.5 1.8 1.2 . . 第二導電粒子a 1.5 1.2 1.8 . 第一導電粒子b - - 1.5 1.8 1.2 第二導電粒子b • - - 1.5 1.2 1.8 個數比 - 1.0 1.5 0.67 1.0 1.5 0.67 -44- 201015588 [表2] 單位 比較例 1 2 3 4 5 6 7 第一導電粒子a 體積% 3.0 _ 2.5 0.5 1.5 第二導電粒子a 一 3.0 0.5 2.5 • 第一導電粒子b - • 0.5 2.5 第二導電粒子b - • 2.5 0.5 Au被覆導電粒子 峰 1.5 個數比 - - - 5.0 0.2 0.2 5.0 1.0 (電路連接構造體之製作) 就電路構件而言,係準備厚〇.7mm之塗佈ΙΤΟ玻璃 基板(15〜20 Ω/□、全面電極)、及厚 0.7mm之 Cr/IZ0[A1 ( 2000 埃)+Cr ( 5 00 埃)+IZO ( 1000 埃)、 全面電極]塗佈玻璃基板的2種類之電路構件。 分別對於塗佈ITO的玻璃基板、及、塗佈Cr/IZO之 玻璃基板,於上述實施例及比較例所得到之電路連接材料 ^ (寬1.5mm及長3cm),使接著劑層側朝向基板,以70 t、1 MPa加熱加壓2秒鐘而進行層合,剝離PET薄膜而 使接著劑層轉印於基板。 然後,使線寬25μιη、節距50μιη、厚8μιη之鍍錫的 銅電路600條形成於聚醯亞胺薄膜上之可撓性電路板( FPC ),所轉印之接著劑層上於電路側朝向接著劑層而放 置,以24°C、〇.5MPa加壓1秒鐘而暫固定。 藉接著劑層暫固定此FPC之玻璃基板設置於本壓黏 裝置,以厚200μηι之聚砂氧橡膠作爲緩衝材’從Fpc側 -45- 201015588 ,藉熱密封而以1 7 0 °C、3 MP a加熱加壓6秒鐘,俾涵蓋 寬1.5mm進行連接。藉此,得到電路連接構造體。 (連接電阻之測定) 有關所得到之電路連接構造體,藉Multimeter (裝置 名:TR6 845、Advantest公司製)測定FPC之電路電極、 與對於該電路電極之塗佈ITO的玻璃基板或塗佈Cr/IZO 之玻璃基板的電路電極之間的連接電阻。連接電阻係測定 對向之電路電極間的電阻値40點,以其等之平均値而求 出。將所得到之結果表示於表3〜4。 (絕緣性之測定) 使厚 38μιη之聚醯亞胺薄膜、線寬 50μηι、線距寬 50μιη、厚度1000埃之ΙΤΟ電極以50μιη節距所形成之玻 璃基板介由於上述實施例及比較例所得到之電路連接材料 (寬1.5mm及長3cm)而壓接。此時,於玻璃邊緣部產生 導電粒子之凝集。圖6係表示於形成ITO電極之玻璃基板 的邊緣部產生導電粒子之凝集時的外觀之連接體照片。圖 6係從玻璃基板側照相連接體之照片,可確認形成ITO電 極15之玻璃基板的邊緣部17產生導電粒子之凝集16。 又,圖中之18係於基板外之樹脂流動部。繼而,如圖6 所示般,於玻璃基板的邊緣部17產生導電粒子之凝集16 時,在絕緣性低之電路連接材料中係於鄰接之ITO電極 1 5間產生短路而得到連接電阻。 -46- 201015588 其後,藉 Multimeter (裝置名:TR684 5、Advantest 公司製)測定鄰接之ITO電極間的電阻値。電阻値係測定 鄰接之I τ 〇電極間的電阻値2 0點,記錄可得到1 x 1010 Ω 以下之連接電阻的點(產生短路之電極)之數目,藉其, 評估絕緣性。所得到之結果表示於表3〜4中。 [表3] 評價項目 電路電極 實筑 _ 1 2 3 4 5 6 接續抵抗 (Ω ) ITO 1.2 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0 IZO 1.8 2.0 1.6 1.5 1.6 1.4 絕緣性 (點數) ITO 0 0 0 0 0 0 [表4] 評價項目 電路電極 比較例 1 2 3 4 5 6 7 接續抵抗 (Ω ) ITO 1.4 1.0 1.2 1.1 1.2 1.3 1.4 IZO 10.0 1.5 9.0 1.8 1.4 7.0 11.0 絕緣性 (點數) ITO 0 12 0 10 2 0 0
產業上之利用可能性 如以上說明般,若依本發明,相較於習知之電路連接 材料,可提供一種很難產生電路間之短路,即使使用IZO 電極等之高電阻電極時,亦可得到良好的連接電阻,且連 接信賴性優異之電路連接材料及電路連接構造體。 -47- 201015588 【圖式簡單說明】 圖1係表示第一導電粒子之適當的一形態的模式截面 圖。 圖2係表示第一導電粒子之另一適當的一形態之模式 截面圖。 圖3係表示第二導電粒子之適當的一形態之模式截面 圖。 圖4係表示本發明之電路連接材料之一實施形態的模 _ 式截面圖。 圖5係模式性表示本發明之電路連接構造體的製造方 法之步驟截面圖。 圖6係表示於形成IT Ο電極之玻璃基板的邊緣部產生 導電粒子之凝集時的外觀之連接體照片。 【主要元件符號說明】 1 :核粒子 φ 1 a :基材粒子 lb :導電層 2 A :絕緣性粒子 2 B :絕緣性層 10、10A、10B :第一導電粒子 14 :突起部 20、20A、20B:第二導電粒子 2 1 :核體 -48- 201015588 2 1 a :中核部 21b :突起部 22 :金屬層 50 :薄膜狀之電路連接材料 5 1 :接著劑成分 60 :電路連接部 70 :電路連接構造體 72、76:電路電極 73 : LCD面板 7 4 :液晶顯不部 75 :電路基板
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Claims (1)

  1. 201015588 七、申請專利範圍: 1. 一種電路連接材料,其係介在於相對峙之電路電 極間,將相對向之電路電極加壓’使加壓方向之電極間電 性連接之電路連接材料,其特徵爲含有 接著劑成分,與 表面之至少一部分以絕緣被覆體所被覆之第一導電粒 子,與 表面之至少一部分以Ni或其之合金或氧化物所被覆 ,且具有突起之第二導電粒子, 前述第一導電粒子與第二導電粒子之個數比(第一導 電粒子之個數/第二導電粒子之個數)係爲0.4〜3。 2. 一種電路連接材料,其係介在於相對峙之電路電 極間,將相對向之電路電極加壓,使加壓方向之電極間予 以電性連接之電路連接材料,其特徵爲含有 接著劑成分,與 表面之至少一部分以絕緣被覆體所被覆之第一導電粒 子,與 表面之至少一部分以維克斯硬度(Vicker’s hardness )300Hv以上之金屬、合金或金屬氧化物所被覆,且具 有突起之第二導電粒子, 前述第一導電粒子與第二導電粒子之個數比(第一導 電粒子之個數/第二導電粒子之個數)係爲0.4〜3。 3·如申請專利範圍第1項或第2項記載之電路連接 材料,其中前述第一導電粒子與前述第二導電粒子之體積 -50- 201015588 比(第一導電粒子之體積/第二導電粒子之體積)係爲 0.4 〜3 〇 4.如申請專利範圍第1項至第3項中任一項記載之 電路連接材料,其中前述第二導電粒子中,前述突起之高 度爲50〜5 00nm,鄰接之前述突起間之距離爲WOOnm以 下。 • 5.如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載之 ❻ 電路連接材料,其中前述第一導電粒子中’以使被覆率成 爲20〜70%之方式設置前述絕緣被覆體。 6.如申請專利範圍第1項至第5項中任一項記載之 電路連接材料,其中前述第一導電粒子具備具有導電性之 核粒子,與含有設置於該核粒子之表面上之複數之絕緣性 粒子的前述絕緣被覆體, 前述絕緣性粒子之平均粒徑(D2 )與前述核粒子之平 均粒徑(D,)之比(D2/D,)係爲1/10以下。 0 7.如申請專利範圍第1項至第6項中任一項記載之 電路連接材料,其中前述第一導電粒子具備具有導電性之 核粒子,與含有絕緣性層之前述絕緣被覆體,該絕緣性層 含有設置於前述核粒子之表面上之有機高分子化合物’ 前述絕緣性層之厚度(T2)與前述核粒子之平均粒徑 (D,)之比(TVD,)係爲1/10以下。 8.如申請專利範圍第1項至第7項中任一項記載之 電路連接材料,其中前述第一導電粒子及前述第二導電粒 子之平均粒徑皆爲2~6μηι之範圍內。 -51 - 201015588 9· 一種電路連接構造體,其特徵爲將具有第一電路 電極之第一電路構件與具有第二電路電極之第二電路構件 以使前述第一電路電極與前述第二電路電極對向之方式配 置,且將申請專利範圍第1項至第8項中任一項記載之電 路連接材料介在於對向配置的前述第一電路電極與前述第 二電路電極之間,藉由加壓加熱,使對向配置之前述第一 電路電極與前述第二電路電極電性連接而成。 10. 如申請專利範圍第9項記載之電路連接構造體, 其中前述第一電路電極及前述第二電路電極之至少一方係 ΙΤΟ電極。 11. 如申請專利範圍第9項記載之電路連接構造體, 其中前述第一電路電極及前述第二電路電極之至少一方係 ΙΖΟ電極。
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