TW201027567A - Anisotropic conductive film - Google Patents

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201027567 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種使2個電路基板間黏合，同時使一 電路基板內相鄰的電路間不會產生短路情形，且使另一不 同的電路基板內相互對向的電路間予以電氣連接的各向異 性導電性薄膜。 【先前技術】 _ 近年來，爲因應電氣機器小型化、高功能化，而使用 響 使黏接具有微細電路的數個電路基板間且予以電氣連接的 電路基板連接體。各向異性導電性薄膜，被廣泛使用於使 該電路基板間之連接及電氣連接，例如於專利文獻1等揭 示該例。 該各向異性導電性薄膜，係使用於由樹脂所形成的黏 合性薄膜中分散有導電粒子者。使該各向異性導電性薄膜 夾於2個連接的電路基板間，藉由熱壓著處理’使2個電 〇 路基板間藉由各向異性導電性薄膜連接’且使2個電路基 板相互對向的電路間予以電氣連接。此時，企求在同一電 路基板內相鄰的電路間不會產生短路情形。因此’企求各 向異性導電性薄膜具有與其厚度方向對向的電路間之電阻 (連接電阻）低的連接性能，及不會使鄰接於該面方向之電 路間產生短路的絕緣性能。 各向異性導電性薄膜，通常於製造後至實裝時（夾入2 個電路基板間時），係以薄膜的狀態（特別是捲成圓筒狀之 -4- 201027567 薄膜狀態）保存。因此，亦企求具有作爲薄膜之優異保存安 定性》 _由使用連接性能及絕緣性能優異的各向異性導電性 薄膜’以所定的溫度、壓力進行前述之熱壓著處理，達成 電路間之連接及電氣連接，同時可確保連接的電路間之絕 緣性。然而，熱壓著的溫度、即各向異性導電性薄膜之實 裝溫度過高時，會產生起因於電路之熱傷害或熱膨脹收縮 差等的問題，例如使電路基板之連接體於長時間內放置於 ❹ 高溫高濕的氣體環境中，容易產生連接性能經時降低等的 問題。 【發明內容】 發明槪要 發明欲解決之課題 因此，企求較熱壓著之溫度、即各向異性導電性薄膜 之實裝溫度更低。另外，爲提高實裝的生產性時，以實裝（即 φ 熱壓著）所需的時間亦短者較佳。所以，企求可在較習知的 各向異性導電性薄膜更低的溫度（且短時間內）之加熱下進 行實裝，且在高溫高濕之氣體環境中不會產生連接性能經 時降低等問題的各向異性導電性薄膜。較佳者更爲企求保 存性亦優異的各向異性導電性薄膜。 本發明以提供一種可在較習知的各向異性導電性薄膜 更低的實裝溫度且短時間內加熱以達成電路基板間之充分 的電氣連接，且在高溫高濕的氣體環境中不會產生連接性 201027567 能經時降低等問題之各向異性導電性薄膜爲課題。 解決課題之手段 前述之課題，藉由各向異性導電性薄膜（本發明第1發 明），其係含有自由基聚合性物質、藉由加熱產生自由基之 聚合引發劑、分子量爲30000以上之苯氧樹脂、及導電粒 子之各向異性導電性薄膜，其特徵爲以昇溫速度爲10°c/ 分鐘測定時之DSC發熱開始溫度爲100°C以下，且DSC波 ^ 峰溫度爲120°C以下，予以達成。 ❹ 本發明人等再三深入硏究檢討的結果，發現藉由使用 由含有苯氧樹脂與自由基聚合性物質及其聚合引發劑之樹 脂組成物所形成的薄膜，適當選擇前述之薄膜構成材料的 種類或配合量等，可使其熱硬化反應之開始溫度爲l〇〇°C以 下、同時反應波峰溫度爲120 °C以下，及藉由使硬化反應之 開始溫度及反應波峰溫度在前述範圍內，可在低的實裝溫 度下達成電路基板間之充分電氣連接性，且可製得在高溫 〇 高濕的氣體環境中不會有連接性能經時降低等問題的各向 異性導電性薄膜，遂而完成前述之發明。 前述熱硬化反應之開始溫度，係規定爲以昇溫速度 iOt /分鐘測定時之DSC發熱開始溫度。前述反應波峰溫度 係規定爲以昇溫速度10°C /分鐘測定時之DSC波峰溫度。 DSC發熱開始溫度大於100°C時，在低的實裝溫度條件（例 如140t )下進行加熱約10秒時，無法得到充分的連接性 能，在高溫高濕之氣體環境下的連接性能經時降低’即’ 201027567 使連接體放置在高溫高濕的氣體環境時，會產生2 基板對向的電路間之電阻隨著時間增加而增加的問

另外，DSC波峰溫度大於120°C時，在低的實丨 件（例如140°C)下進行加熱約10秒時，2個電路基; 電路間之電阻過低，就該點而言，無法得到充分E 能。藉由滿足DSC發熱開始溫度爲100°C、DSC ί 爲120°C以下之條件，由於藉由熱硬化反應在低溫· 快速地活性化，提高低溫之反應性，故即使在低t 度下仍可得優異的連接性能。而且，以DSC發熱| 與DSC波峰溫度之差小者較佳，具體而言，藉由> 20°C以下，可得更爲優異的連接性能。 苯氧樹脂、自由基聚合性物質、及聚合引發: 或此等之配合量，係在以昇溫速度爲10°C /分鐘; DSC發熱開始溫度爲100 °C以下，且DSC波峰溫度 以下之範圍內選擇。僅限於滿足該條件，對其種丨 之配合量皆沒有特別的限制，例如下述所示者。 構成本發明之各向異性導電性薄膜的苯氧樹 由雙酚與表鹵代醇所合成的高分子量聚羥基聚醚 酚係雙酚A，例如以下述構造式所示之雙酚Α型 爲典型例，例如雙酚F型苯氧樹脂、雙酚A雙酚 苯氧樹脂、雙酚A雙酚S混合型苯氧樹脂、含有 氧樹脂、己內酯改性雙酚A型苯氧樹脂等。 勺 個電路 題。 溫度條 對向的 連接性 峰溫度 開始且 實裝溫 始溫度 該差爲 之種類 定時之 I 120°C 或此等 ，係藉 前述雙 i氧樹脂 _混合型 丨環之苯 201027567

苯氧樹脂係強韌且具有柔軟性、黏合性良好，同時具 有優異的薄膜形成性，於各向異性導電性薄膜之薄膜形成 時爲必要的成分。苯氧樹脂之分子量愈大時，薄膜形成性 愈爲優異，惟本發明中爲形成各向異性導電性薄膜時，使 用分子量30000以上之苯氧樹脂。結果，薄膜形成性優異 φ 且具有高黏合力。因此，分子量係指以GPC所測定的聚苯 乙烯換算的重量平均分子量。 自由基聚合性物質，係選自在實裝溫度（例如140°C ) 下使自由基聚合，且與分子量30000以上之苯氧樹脂具有 相溶性之單體、低聚物。例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯， 更具體而言，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙 酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基聚 乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚 Φ 乙氧基）苯基]丙烷或2,2-雙[4-(丙烯醯氧基二乙氧基）苯基] 丙烷等之雙酚A型丙烯酸酯、2，2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚 乙氧基）苯基]丙烷或2,2_雙[4-(甲基丙烯醯氧基二乙氧基） 苯基]丙烷等之雙酚A型甲基丙烯酸酯、二丙烯酸三環癸烷 二甲醇酯、三丙烯酸乙氧基化三羥甲基丙烷酯、三丙烯酸 三羥甲基丙烷酯、四丙烯酸乙氧基化新戊四醇酯、及此等 之甲基丙烯酸酯等。此等可單獨使用或併用。 自由基聚合引發劑，係選自可與分子量3 0000以上之 201027567 苯氧樹脂相溶，且在室溫下具有安定性，藉由實裝溫度（例 如140°C )下進行加熱而產生自由基，且具有使前述自由基 聚合性物質之聚合反應開始的能力之化合物。具體而言， 例如過氧化物、過氧化酮、二醯基過氧化物、過氧化二碳 酸酯、過氧化酯、過氧化縮醛、二烷基過氧化物、過氧化 氫等。 分散於有機黏合劑成分中之導電性粒子，例如金、銀、 銅、鎳、鉛、錫等之金屬粒子，另外，例如由前述金屬所 形成的合金，如以焊接劑、銀銅合金等之粒子、碳等之導 電性粒子、導電性粒子或非導電性之玻璃、陶瓷、塑膠粒 子爲核，在表面上被覆其他的導電性材料（如金屬或ITO) 而成者等。 此外，使用藉由熱壓著（實裝），使導電性粒子本身變 形者，導電性粒子形成凝聚物時，藉由壓著以改變凝聚構 造之變形者時，由於可提高各向異性導電性薄膜之連接性 Φ 能，故較佳。使用具有鐵磁性之金屬時，由於藉由本身具 有的磁性予以配向，或如下所述可使用磁場進行導電粒子 之配向，結果可製得連接性能優異的各向異性導電性薄 膜，故較佳。 導電性粒子之粒徑，以0.05〜20 μ m較佳。粒徑過小 時，連接性能容易變得不安定；過大時，容易引起連接的 電路間之短路情形，且容易導致絕緣性能降低的傾向。 導電性粒子之配合量，相對於自由基聚合性物質、藉

201027567 由加熱產生自由基之聚合引發劑及分子量30000 氧樹脂的合計體積，以0.01〜20體積％之範圍_ 者爲0.03〜5體積％之範圍。導電性粒子之配合j 會有絕緣性能容易降低的傾向；過少時，會有連 易降低的傾向。 本發明第2之發明，係本發明第1發明之名 電性薄膜，其特徵爲以昇溫速度爲1(TC /分鐘測淀 發熱開始溫度爲70°C以上。DSC發熱開始溫度適 向異性導電性薄膜之保存安定性降低。特別是在 帶地區保存時，該問題極爲明顯。DSC發熱開始溫 以上時，即使保存於夏天或熱帶區域、其他高溫 態，仍可得充分的保存安定性，故較佳。 本發明之第3發明，係本發明第1發明或习 發明之各向異性導電性薄膜，其特徵爲相對於ft 粒子之長度對於直徑的比例爲5以上。 本發明所使用的導電粒子，使用直徑與長度 橫比）爲5以上之導電性粒子時，即使導電性粒3 小時，可得優異的連接性能，同時可更爲提高箱 故較佳。該縱橫比可藉由使用CCD顯微鏡進行藿 測定。 截面不爲圓形的粒子時，以截面之最大長 求取縱橫比。導電性粒子彎曲或分歧時，以導 最大長度爲長度，求取縱橫比。縱橫比爲5以 以上之苯 佳，更佳 t過多時， 接性能容 向異性導 時之DSC 低時，各 夏天或熱 度爲70°C 的保存狀 〔發明第2 述導電性 之比例（縱 -之配合量 1緣性能， i察，直接 :爲直徑， 〔性粒子之 :之導電性 -10- 201027567 粒子，例如針狀導電性粒子，另外，例如可爲連結多數的 微細金屬粒子，形成針狀者等。縱橫比以10〜100更佳。 本發明第4發明，係本發明第3發明之各向異性導電 性薄膜，其特徵爲使導電粒子之長徑方向朝薄膜之厚度方 向予以配向。 使縱橫比爲5以上之導電性粒子朝薄膜之厚度方向予 以配向時，由於可更爲提高連接性能及絕緣性能，故較佳。 ^ 使導電性粒子朝薄膜之厚度方向予以配向的方法，沒有特 ❹ 別的限制，例如使用具有鐵磁性之導電性粒子時，一邊在 使導電性粒子配向的方向、對下述分散有導電性粒子之樹 脂用液施加磁場，一邊進行薄膜形成的方法。 本發明之各向異性導電性薄膜，例如可藉由使在溶劑 中溶解有自由基聚合性物質、藉由加熱產生自由基之聚合 引發劑及分子量30000以上之苯氧樹脂的樹脂溶液中分散 有導電粒子者，塗布於板上等之方法形成膜狀，且自該膜 φ 除去溶劑的方法予以製造。溶劑只要是可使自由基聚合性 物質、聚合引發劑及苯氧樹脂溶解，且使導電粒子分散者 即可，沒有特別的限制。其中，就容易成膜而言，以沸點 低、容易藉由揮發予以除去者較佳。 本發明之各向異性導電性薄膜，可藉由與習知之各向 異性導電性薄膜相同的方法，使用於2個電路基板間之黏 合、電氣連接。換言之，藉由使本發明之各向異性導電性 薄膜夾於2個連接的電路基板間，予以熱壓著，使2個電 -11- 201027567 路基板間予以黏合，同時使2個電路基板相互對向的電路 間予以電氣連接。本發明之各向異性導電性薄膜，由於具 有優異的絕緣性能，此時在同一電路基板中連接的電路間 不會產生短路情形。 發明效果 本發明之各向異性導電性薄膜，可在低的實裝溫度且 短時間內加熱而達成電路基板間之充分的電氣連接性，且 在高溫高濕的氣體環境中不會有連接性能經時降低等之問 題。 【實施方式】 實施發明之形態 其次，藉由實施例說明爲實施本發明之形態。惟本發 明不受此等實施例所限制。 實施例 (導電性粒子） φ 使用長徑之分布爲l#m〜8/zm、短徑之分布爲0.1/zm 〜0.4^ m之直鏈狀鎳微粒子作爲導電性粒子。 (樹脂溶液） 以表1所示之組成（重量比）各配合2,2-雙[4-(甲基丙烯 醯氧基二乙氧基）苯基]丙烷（自由基聚合性物質、商品名： ΒΡΕ-200、新中村化學公司製）、雙酚A型苯氧樹脂（分子量 50000之苯氧樹脂、商品名：Epikote 1256、JSR公司製）、 及下述之聚合引發劑，以固體成分成爲50重量％的方式溶 -12- 201027567 解於2 -乙氧基乙基乙縮醛中，製得樹脂溶液。 (聚合引發劑） • PerbutylO 日本油脂公司製 • PerhexylO 日本油脂公司製 • PeroctaO 日本油脂公司製 在前述所得的樹脂溶液中配合0.1體積％前述所得的 導電性粒子，予以分散。然後，塗布於聚對苯二甲酸乙二 酯薄膜上，在6(TC下進行送風乾燥，製得膜厚35ym之各 ® 向異性導電性薄膜。 (DSC測定） 有關所得的各向異性導電性薄膜，以下述所示之條件 進行DSC測定。結果如表2所示。 使用裝置：示差掃描熱量計DSC-60、島津製作所公司 製 測定條件：昇溫速度10°C /min @ (連接電阻値之測定） 使用寬度l〇〇em、高度18/zm之經鍍金的銅電極以 100 e m間隔配置100個可撓性印刷電路基板，與寬度 100/zm、高度18#m之經鍍金的銅電極以100ym間隔配 置100個玻璃環氧基板。在該可撓性印刷電路基板與玻璃 環氧基板之間夾入前述所得的各向異性導電性薄膜，一邊 在140°C下進行加熱，一邊以3MPa之壓力加壓10秒予以 熱黏合，製得可撓性印刷電路基板與玻璃環氧基板之連接 -13- .201027567 體。測定可撓性印刷電路基板與玻璃環氧基板之電路間的 電阻値。重複10次該評估，求取連接電阻之平均値。以該 測定値作爲初期連接電阻，如表2所示。 (耐熱•耐濕試驗） 使前述連接體投入設定爲溫度85°C、濕度85 %之恆溫 恆濕槽內，經過500小時後取出，再與前述相同地求取連 接電阻之平均値。以該測定値作爲高溫高濕500hr後之連 ▲ 接電阻値，如表2所示。 【表1】 BPE-200 Epikote 1256 聚合引發劑_/SB合量） 實施例1 50份 50份 PeroctaO 3 份 實施例2 50份 50份 PerhexylO 3 份 比較例1 50份 50份 Perbutyl〇 3 份 【表2】 DSC發熱開 始鍵A DSC波峰 溫度B 差B—A 初期連接電 阻(Ω) 高溫高濕500hr 後連接電阻(Ω) 實施例1 88 102 14 0.05 0.06 實施例2 96 112 16 0.06 0.07 比較例1 104 120 16 0.06 Open 由表2可知，使用具有DSC發熱開始溫度爲10(TC以 下 '且DSC波峰溫度爲120-C以下（且DSC發熱開始溫度與 -14- .201027567 DSC波峰溫度之差爲20°C以下）之實施例1及實施例2的各 向異性導電性薄膜（本發明）時，即使在低溫的實裝溫度 (140°C、3MPa、10秒進行加熱）下進行製造連接體，仍然是 初期連接電阻低且具有優異的連接性。另外，在高溫高濕 的氣體環境中放置500小時後之連接電阻亦低，在高溫高 濕的氣體環境下亦不會有連接性能經時降低的問題，如表 2之結果所示。此外，DSC發熱開始溫度大於i〇〇°C之比較 f 例1，初期連接電阻雖低，惟在高溫高濕的氣體環境中放 置5 00小時後之連接性能降低，如表2之結果所示。 產業上之利用價値 本發明係提供一種以較習知的各向異性導電性薄膜更 低的實裝溫度且短時間內加熱以達成電路基板間之充分的 電氣連接性’且在高溫高濕的氣體環境中不會有連接性能 經時降低等問題之各向異性導電性薄膜。 專利文獻 Φ 專利文獻1:日本特開2008-117748號公報 【圖式簡單說明】 無。 【主要元件符號說明】 無。 -15-

Claims (1)

1. 201027567 七、申請專利範圍： 1. 一種各向異性導電性薄膜，其係含有自由基聚合性物 質、藉由加熱產生自由基之聚合引發劑、分子量爲3 0000 以上之苯氧樹脂、及導電粒子之各向異性導電性薄膜， 其特徵爲以昇溫速度爲1〇 °C/分鐘測定時之DSC發熱開始 溫度爲100°C以下，且DSC波峰溫度爲12(TC以下。 2. 如申請專利範圍第1項之各向異性導電性薄膜，其中前 述DSC發熱開始溫度爲70°C以上。 3. 如申請專利範圍第1或2項之各向異性導電性薄膜，其 中相對於前述導電性粒子之長度對於直徑的比例爲5以 上。 4. 如申請專利範圍第3項之各向異性導電性薄膜，其中使 導電粒子之長徑方向朝薄膜之厚度方向予以配向。 鷂 -16- 201027567 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： ίβ 〇

   五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：