TW201220976A - Adhesion film for connecting circuit and usage thereof, circuit connection structure and manufacturing method thereof, and connecting method of circuit member - Google Patents
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Description
201220976 38756pif 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電路連接用接著膜及其使用、電 路連接構造體及其製造方法以及桃構件的連接方法。 【先前技術】 先刖i為了將半導體元件連接於基板,特別是液晶等 的平板顯不 H ( Flat Panel Display,FPD ) _ 玻璃(glass ) 基板’使用因加熱而固化的熱@性的接著麵(film)。 作為熱固性的接著劑膜,含有熱固性樹脂即環氧 (epoxy)樹脂的接著劑膜被廣泛使用,由於環氧樹脂因加 熱而固化之後,成為機械性強度高的聚合物,因此,藉由 上述接著_來牢固地將半導體元件與液晶顯^器 (display)予以連接,可獲得可靠性高的電氣裝置。近年 來’含有能夠以比環氧樹脂更低的溫度來固化的丙烯酸醋 的接著劑膜亦逐步被使用。 然而,於使用接著劑膜來將玻璃基板與半導體元件予 以連接的情形下,當對接著劑膜進行加熱時,由於半導體 元件有時因熱傳導而被加熱之後發生熱膨脹,因此,該半 導體元件會伸展。因此,於加熱結束之後,若 則伸展的半導體元件會收縮,有時伴隨該收縮,構^ FpD 的玻璃基板會發生翹曲等的變形。若玻璃基板發生變形, 則會導致位於已變形的部分的顯示器的顯示影像雜亂。 至今為止,為了抑制翹曲等的變形,各種方法已為人 所知。例如,已提出有使膜介於加熱及加壓工具(t〇〇i) 201220976 號=::1的/接方法⑽ 專利特開2004_200230力後進行加熱的方法(日本 專利第3477367號公報)3 〇4_277573號公報、日本 ;接著二腺形ίί者劑膜時的成膜性下降,難以穩定地 :,尤其存在如下的傾向,即,隨著玻 璃ί板的ί:Γ 變薄,容易顯著地產生㈣玻 【發明内容】 二連接 _ m制w 岭連接用接者膜的電路連接構造 ==及電’的連接方法,上述電路連接 =^膜即便备用於將厚度比先前的電路基板的厚度更薄 =玻璃基板與半導體元件予以連接時,亦可維持優異的連 接可靠性且可㈣玻璃基板的變形,μ成膜性亦優異。 本發明者等為了解決上述問題而進行了仔細研究,結 果發現:因安裝之後(固化之後)的電路連接用接著膜的 内部應力過高’故而電路構件發生變形;而且因在安裝之 後的電路連接用接著膜中產生彈性率過低的部分,故而連 接可靠性下降。亦已知:尤其於彈性率局部地過低的情形 4 201220976 38756pif 相對⑽電極彼此軸 連接可靠性有下降的傾向。 子保持扁平’因此, 基於上述發現而進一步 將具有規師錄當量的縣m本^特等發現: 膜,藉此,可保持高連接#’ ^ ^路連接用接著 從而完成了本發明。j祕’亦可抑制基材的變形, 接用t即^發明提供一種電路連接用接著膜,兮電路、卓 接用接者膜包括:含有接_ =»亥電路連 接著劑層、與含有接著劑物子的導電性 性接著劑層,絕緣性接著劑層中所導電粒子的絕緣 (a)成膜材料、(b)環氧告 ^、^者劑組成物包含 極相對向的狀態下,將第1電路構 在厚度為0.3 _以下的第i電職:^第1電路構件 述第1電路電極,上述第2電二厂φ上形成有上 下的第2雷故h以第電路構件在厚度為〇.3 mm以 ^面上形成有上述第2電路電極。 接著;ί=ί:Τ接用接著膜,則由於在絕緣性 (=Γ:7:Γ:= 異的耐熱性及接著性。藉此,即便 下的接著膜來將包括厚度為〇.3 _以 、’構件纽予料接時,*僅可抑制電 路構件的變形’而且可獲得良好的連接可靠性。又,由於 201220976 38756pif 旦认,接著_巾雜著劑組成物包含具有規定的環氧卷 里、b) j衣氧樹脂及(c)潛伏性固化劑、以及(昀 =’因此’不僅可實現優異的耐熱性及接著性 可 產生優異的成獏性。 向且了 絕缘路連接賤魏包括導電性接著劑層及 ΐίΐί:該兩個層’因此相對向的電極彼此容易捕 好的連接可使連接可触提高。祕,可獲得良 =於本發明的電路連接用接著膜而言,導電性接 1及或鱗性接著劑層亦可更含有⑷絕緣性粒子。夢 此,可維持更優異的連接可靠性。 玲 造體:括本體,該電路連接構 弟1電路構件,在厚度為〇3 mm以下的
St面上形成有第1電路電極;第2電路構件, =為〇_3 mm以下的第2電路基板的主面上形成有第2 = Φ且第2電路電極配置為與第1電路電極相對向, 第=電路電極與第i電路電極電性連接;以及連接部,介 =、:電路構,與第2電路構件之間,連接部為本發明的 電路連接用接著膜的固化物。 若為如上所述的電路連接構造體,則由於連接部由本 電路連接用接著膜的固化物構成,因此,可將電路 内的内部應力控制為低内部應力,從而可抑制 部分。因此’可抑制電路構件的變形, 並且可貫現優異的連接可靠性。 6 201220976 38756pif ΤΙ ’本發明提供—種電路連接構造體的製造方法, 體㈣造方法包括如下的步驟:使上述本 用接著膜介於-對電路構件之間而獲得積 :ϋτϊ電路構件包括第1電路構件與第2電路構 ^ "⑦路構件在厚度為G.3 mm以下的第1電路 ί产二Γ上形成有第1電路電極,上述第2電路構件在 =為0.3 mm以下的第2電路基板的主面上形 =;=::r::r_ 連接用 纽杜μ 接卩,上述連接部介於一對電 a ’且以使相對向地配置的第1電路電極與第2 =電性連接的方式’將-對電路構件彼此予以接著。 右為如上所述的製造方法,則可製造出如 =體’該電路連接構造體可抑 路2 且可實現優異的連接可靠性。 並 又’本發明提供一種電路構件的連接 件的連接方法在使第i電路電極與第 ϋ = 配置的狀態下,對第1路構件、第2電路構件相3也 路構件及第2電路構件之間的本發明的電3 膜進行加熱及加壓’將第1電路電極與第2電5 電極予以雜連接,其中上述第i桃構件 電^ 顏以下的第i電路基板的主面上形成有上述第;'為^ 極,上述第2電路構件在厚度為G 3咖以下 ^電 基板的主面上形成有上述第2電路電極。 電路 若為如上所述的電路構件的連接方法,則由於 201220976 38756pif 發明的電路連接用接著膜的固化物來連接電路 此,即便將固化物内的内部應力控制為低内部應件,’、因 充分地確保相對向的電極之間的導電性。因此,亦可 下的電路連接構造體,該電路連接構造 制 的變形,並且具有良好的連接可靠性。卩料路構件 而且’本發明提供—種接__於電 括:含有接著劑組成物及導電粒子 f接者劑層、與含有接著聽成物且不含有導電粒 緣性接著· ’絕緣性接著_中所含的接著劑物勺 含(')成膜材料、(b)環氧當量為2〇〇〜3〇〇〇的環氧樹上 及(C)潛伏性固化劑,上述接著膜的用 曰 =第1電路電極及第2電路電極相對向的== 電路構件與第2電路構件予以電性連接,其中上笛 厚度為〇·3 _以下的第1電路基板的主^上 ===電極,上述第2電路構件在厚度㈣ 極。 電路基板的主面上職有上述第2電路電 膜來用於電路連接’即便當使用該連接 此予以連接ί又ί0.3 mm以下的電路基板的電路構件彼 ==生亦可抑制電路構件的變形,並且術 或絕===,接時,導電性接著劑層及/ 維持更優異的連接ΐ靠=有⑷絕緣性粒子。藉此,可 8 201220976 38756pif 用、供如τ的電路連接用接著膜及其使 造方法以及電:構件的==接構造體及其製 用於將厚度比先前的電路基板的厚 件予以連接時,亦可維持優異的連接可靠 發明令,可提供如下的電路連接用接著膜 遠t 逑接時,亦可貫現上述效果。 易懂為他目的、特徵和優點能更明顯 明如下。舉貫列,並配合所附圖式,作詳細說 【實施方式】 =下’根據需要,-面參照圖式,一面詳細地對轉 下形態進行說明。然而’本發明並不限心 <電硌連接用接著膜> 1Λ首先,參照圖1來對本實施形態的電路連接用接著膜 。圖i是表示本發明的一個實施形態的 =接耆賴模式剖面圖。電路連制接著膜1G包括:^ ,接著劑域物*及導餘子5的導接著劑声 (絕緣性接著劑層) 201220976 38756pif 絕緣性接著劑層3a含有:包含⑷成膜材料(以下, 有時稱為「(a)成分」)、(b)環氧當量為2〇〇〜3〇〇〇的環 氧樹脂(以下’有時稱為「(b)成分」)及⑷潛伏性固 化劑(以下,有時稱為「(c)成分」)的接著劑組成物知。 作為(a)成分的成膜材料是聚合物(p〇lymer),該聚 合物具有使液狀的固化性樹脂組成物固化的作用。使成膜 材料包含於ID化性樹驗成物,藉此,當使·性樹脂植 成物成形為膜狀時,可獲得不易裂開、不易碎裂及不易黏 連且易於使用的接著劑膜。 — 作為如上所述的成膜材料,例如可列舉選自包含苯氧 基樹脂、聚乙烯曱賴脂、聚笨乙烯獅、聚乙稀丁酸樹 脂、聚醋樹脂、聚醯胺樹脂、二甲苯樹脂及聚胺醋樹脂的 群組的至少-種聚合物。這_脂巾,笨氧基樹脂、聚胺 酯樹脂及聚乙烯丁醛樹脂較佳。這些樹脂與(b)成分之間 的相溶性優異,可使S1化之後的電路連接用接著膜1〇產^ 優異的接著性、耐熱性、以及機械強度。 使雙官能苯酚類與表ή代醇(epihalohydrin)發生反 應直至達到高分子量為止’或使雙官能魏樹脂與雙官能 苯酴類發生加成聚合反應,藉此來獲得苯氧基樹脂。具體 而言,於存在鹼金屬氫氧化物等的觸媒的條件下,在非反 應性溶射,α跳〜1机的溫度來使i莫耳的雙官处 苯酴類與0.985莫耳〜丨奶莫耳的㈣代醇發生反應匕 此’可獲得上述苯氧基樹脂。 ’棺 較佳為將雙官能性環氧樹脂與雙官能性苯紛類的調配 201220976 38756pif 當量比設為環氧基/苯贿“⑽〜…]來進行獲得苯 减樹脂的加«合反應。藉此,可使固化之後的電路連 接用接著膜1G的機械特性及熱特性良好。又,較佳為於存 ,驗金屬化合物、有機射、化合物、以及環狀胺系化合物 等的觸媒的條件下,在彿點為咖上的雜系、喊、 _系、内n以麟轉的有機溶劑巾,將雜固含量 設為50質量仙下’加熱至听〜·。c來進行上述加成 聚合反應。 作為用以獲得苯氧基樹脂的雙官能環氧樹脂,例如可 列舉雙紛A型環氧樹脂、雙盼F型環氧樹脂、雙紛AD型 環氧樹脂、㈣S魏⑽脂、聯苯二縮水甘細及經曱 基取代的聯苯二縮水甘油醚。作為雙官能苯酚類,可列舉 具有兩個苯雜經基的物質,例如對苯二賴、雙盼A、 二紛F、雙紛AD、雙g^S、雙紛第、經曱基取代的雙紛苐、 二經基聯,及經甲基取代的二聯苯等的雙盼類。 /亦I藉由自由基聚合性的官能基、或其他反應性化合 物=苯氧基樹脂進行改質。可單獨地使用上述各種苯氧 基樹脂’或可組合地使用兩種以上的上述各種苯氧基樹脂。 一聚胺酯樹脂是於分子鏈中具有胺基曱酸酯鍵結的彈性 體且通常是大致以當量來使飽和聚酯樹脂的活性氫基、 與二異氰酸酯化合物(甲苯二異氰酸酯、二異氰酸酯二苯 基甲烷、六亞曱基二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、 以^一異氰酸酯環己基甲烷等)的二異氰酸酯基發生反應 所付的線性高分子,上述飽和聚酯樹脂是多元酸(.對苯二 11 201220976 38/50pif :酉文間笨—曱酸、鄰苯二曱酸、伽酸、己二酸、壬二 戊二醇、π己二醇、Γ乙J乙二醇、丁二醇、i,5· 及二料)發絲合反應㈣得且具絲端經基。 、’〔聚胺酯樹脂容易溶解於有機溶翻 乙=;乙酸丁自旨等)、_系(甲基乙基酮、環己酮、以及丙 :荨)^香族系(甲笨、二甲苯、以及苯等)及氣系(三 氣乙烯、二氣曱烷等)的溶劑。 *乙埽丁㈣丨脂是於分子鏈巾具有乙稀縮酸單元的彈 性體,且通常是使乙酸乙制聚合,接著進碰處理之後, 使^與盤(甲齡、乙齡、丙搭、以及丁料)發生反應而 獲得的線性高分子。對於本實施形態中所使用的聚乙稀丁 醛樹脂而s,聚合度較佳為7〇〇〜25〇〇,丁縮醛化度較佳 為65 mol%以上。 若聚合度不足700,則聚乙烯丁醛樹脂的凝聚力不 足,導致成膜性下降。若聚合度超過25〇〇,則對樹脂進行 壓接時的樹脂流動性不足,無法順利地使導電粒子介於被 黏接體的電極之間’從而難以獲得充分的連接可靠性。又, 若丁縮链化度不足65 mol% ’則羥基或乙醯基的比例増 加,從而難以獲得充分的連接可靠性。 作為(a)成分的成膜材料的玻璃轉移溫度(以下稱為 「Tg」)並無特別的限定,但較佳為4〇°C〜70°C,更佳為 45°C〜70°C,進而較佳為50°C〜70。(:。若為具有此種Tg 的成膜材料’則藉由彈性變形來將固化之後的電路連接用 12 201220976 38756pif 產生的内部應力予以吸收,使電路構件的麵曲 減因此,可更確實地使連接可靠性提高。 、相對於總質量為100質量份的接著劑組成物如 成膜材料的調配量較佳為10質量份〜50 f量份,更 20質量份〜40質量份。使成膜材料的量處於上述範圍,^ 制基材的變形(麵曲量),從而提供電“ 接f生更優/、的電路連接用接著膜1〇。 成膜材料的分子量越大,則越容易獲得成膜性,而且 可大範圍地設定對㈣聽祕4a的流紐產生影 炫融黏度。成膜材料的重量平均分子量(Mw)較佳為5曰0⑻ 〜150000,尤佳為10_〜8〇〇〇〇。若該值為5〇〇〇以上, 則存在易於獲得良好的成酿的傾向,另—方面,若上 值為15_G以下,則存在容祕得與其他成分之間的良好 的相溶性的傾向。 再者所π上述重量平均分子量」,是指依照下述表 1所示_0根據凝膠滲透色譜法(Gel permeati〇n
OmHnatogmphy ’ GPC) ’使用標準聚苯乙烤的校準曲線 (calibration curve )來進行測定所得的值。 13 201220976 [表1] 裝置 東曹股份有限公司製造GPC-8020 ^ 檢測器 東曹股份有限公司製造RI-8020 ^^' 管柱 日立化成工業股份有限公司製造Gelpack GL-A-160-S + GL-A150-SG2000Hhr 試料濃度 120 mg/3 ml 溶劑 四氫呋喃 ~~~' 注入量 60 μΐ s〜 壓力 30 kgf^cm2 '~~~'-- 流量 1.00 ml/min ' 作為(b)成分的環氧當量為200〜3000的環氧樹月旨, 可單獨或組合兩種以上地使用自表氯醇與選自包含雙紛 A、雙酚F及雙酚AD等的群組的至少一種雙酚衍生出的 雙盼型環氧樹脂、自表氣醇與苯酚酚醛及曱酚醛中的—種 酚醛或兩種酚醛衍生出的酚醛環氧樹脂、具有包含萘環的 骨架的萘系環氧樹脂、以及縮水甘油胺、縮水甘油醚、聯 笨、及脂環式等的於一個分子内具有兩個以上的縮水甘油 基的各種環氧化合物等。根據防止電遷移 (ele_migrati0n)的觀點’環氧樹脂較佳為使用 離子―)(g、Cr等)或水解性氣等減 以下的高純度品。 上述環氧樹脂中,由於可廣泛地獲得分子量不同的等 級(gmde) ’且可任意地對接著性或反應性等進行設定,
:氧==氧樹脂較佳。雙紛型環氧樹脂中,雙紛F 佳。㈣F型環氧樹脂的黏度低,藉由斑苯 氧基樹脂組合地使用,可容易且大範圍地對電路^接用接 201220976 38756pif =莫H流動性進行設定。又,鑛F型環氧樹脂亦具 的即,容易使電路連接用接著膜1G產生良好 作為(b)成分的環氧樹脂的環氧當量為2〇〇〜3〇 但更佳為3GG〜25GG,進而較佳為35G〜2_。若環 =足200 ’則不僅會導致膜固化之後的赵曲量變大二且 ;電路構件連接時’接著劑組成物4a有時會參出。另一方 面,若環氧當量超過3〇〇〇,則 ^ 向,即 接之後’電路構件與電路基板之間的密著力會下 八於電路基板為玻璃的情形時會顯著地表現出上述傾向尤 環氧ϋ二=依據jisk7236的方法來對環氧樹脂的 =利用_知的方法來合成,亦可作為市售= 产^對於總質量為刚質量份的接著劑組成物知而+, ===量較佳tf量份〜5g質量份,更佳為^ 刀 質里伤。於裱氧樹脂的調配量不足5質量份的 2對電路構件彼此進行壓接時,存在電路連: =10的流動性下降的傾向,於環氧樹脂的調配 接著祕下,#進行長娜料,存在電路連接ί 接者Μ 10發生變形的傾向。 咬钱用 作為(〇成分即潛錄固化劑,例如可崎 —糸、胺化醯亞胺及雙氰胺。可單獨地使用上述潛=性 15 201220976t 固化劑或可組合地使用兩m的上述潛伏性固化劑。而 且’亦可將潛錄·賴分解促鋪、_鮮加以組 合。再者,為了使可使用時間延長,較佳為利用聚胺酯系、 =系的高分子物質等來將潛伏㈣化财以包覆而實現 微膠囊化。 ;,對於100質量份的環氧樹脂而言,潛伏性固化劑的 調配量較佳為10質量份〜綱質量份,更佳為議質量份 = 150+質里份。藉此,於固化反應中,可獲得充分的反應 ::若/曰伏!·生固化劑的調配量不足1〇質量份,則無法獲得 ^分的反麟’從騎在難以獲得良好的接著·及連接 電阻的傾向。若潛伏性固化劑的調配量超過2GG質量份, =存在如下的傾向,例如電路連接用接著膜ig的流動性下 降’連接電阻上升,電路連接用接著膜1()的適用期(p〇t 又根據用途,接著劑組成物如例如亦可更含有軟化 劑、抗老化劑、阻燃劑、色素、觸變劑㈤論〇咖agen〇、 、及夕炫偶5劑(silane coupling agent)等的添力σ劑。 (導電性接著劑層) ,電性接著劑層3b中所含的接著劑組成物扑只要可 =為膜狀:且可於電路構件連接時抑制電路構件的變形 的桩!劑組成物4b可與絕緣性接著劑層3a中所含 =者:二a相同,亦可與該接著敝成物4a不同。 錢絕緣性接著綱3,流祕大於導電性 接者劑層3b㈣祕的m述成分_貞及調配量 201220976 38756pif 進行調整。 ,接著劑組餘4b中分散有導電粒子5。祕 ,用接著膜H)含有導電粒子5,因此,電路電^ ^ 同度的不均因導電粒子5的變形而被觸^ =可獲得更穩定的電性連接。又 接者膜10含有導電粒子5,因此,導 按用 作為如上所導餘子5,可列舉Au ^用^及焊錫等的金屬粒子或碳粒子等。根據獲得充分的 匕點,導電粒子5的最外層並非為见、&等的 類,較佳為Au、Ag、以及鈾金屬的貴金屬類, 想L 。又’導電粒子5可為利用Au等的貴全屬 i 等的過渡金屬類的表面予以包覆而成的導電粒 道―、可為#由包料來將上述金料料通層形成於非 的玻璃、喊(ceramie)、以及塑膠(細c)等且 將最外層設為貴金屬類的導電粒子。 為使祕純料料導通層形成於歸而成的 及,熱溶融金屬粒子作為導電粒子^上述粒子因加熱 :堅而具有變雜,因此’可使在連接時與電路電極發 生接觸的接觸面積增加,或可將電路構件的電路端子的厚 度不均予以吸收,從而可使電路連接的可靠性提高。子 1設置於導電粒子5的最外層的貴金屬類的包覆層的厚 度車又佳為ΙΟΟΑ以上。藉此,可充分地使所連接的電路之 17 201220976 •38O0pif 間的電阻減小。然而,於在Ni等的過渡金屬上設置責々 類的包覆層的情形時,該包覆層的厚度較佳為3〇〇Α^ 理由在於:由於在導電粒子5混合分散時產生的貴金脑 的包覆層的缺損等,Ni等的過渡金屬露出至接著劑祺中, 因此,由於該過渡金屬的氧化還原作用而產生游離、自由 基,從而使電路連接用接著膜1〇的保存穩定性下降。另— 方面’貴金屬類的包覆層的厚度的上限並無特別的, 但根據製造成本的觀點,較佳為1 以下。 導電粒子5的平均粒徑必須比藉由電路連接用接 1〇來連接的電路構件的相鄰接的電極的最小間隔更小,且 於電路電極的南度存在不均的情形時,上述導電粒子 =均粒徑較佳為大於該高度的不均。導電粒子5的平均粒 徑較佳為Ιμιη〜1〇μηι,更佳為2μιη〜5_。若平均粒役 2 1 μιη’則存在如下的傾向,即,無法對應於電路電極 、问度的不均且電路電極之間的導電性容易了降,若平均 =超過10卿’則存在相鄰接的電路電極之間的絕緣性 谷易下降的傾向。 ^者’上述「平均粒徑」是指以如下的方式所測定的 ,。亦即’利用掃描型電子顯微鏡(SEM( Seannmg mectr〇n 立ic^oscope) ’ Hitachi,Ltd.製造,產品名:s__)來對任 〜選擇的導電粒子的―:欠粒子進行觀察(倍率:獅〇 倍)’=該-次粒子的最大徑及最小徑進行測定。將該最大 =及最小徑的積的平方根設為上述粒子的—次粒徑。接 著針對50個任思地選擇的導電粒子,以上述方式來對一 18 201220976 38756pif 次粒徑進行測定’將—次練的平均值設為平均粒^ ^ ’亦同樣地對後述的(d)絕緣性粒子的平均粒徑^行^ 相對於總質量為1〇〇質量份的接著劑組成物仙而令, 導電粒子5的調配量較佳設為〇1質量份〜3〇質量份,。’ 佳設為G.1質量份〜2G f量份。藉此,可防止由過 電粒子5引起的鄰接電路的短路等。 絕緣性接著劑層3a及/或導電性接著劑層3b可更含 ⑷絕緣性粒子(以下,有時稱為「⑷成分」)。藉此, 膜固化之後的接著劑層内的内部應力進一步被緩和。再 者,絕緣性接著劑層3a更佳為含有⑷絕緣性粒子。 _作為如上所述的(d)絕緣性粒子,例如可列舉矽土、 氧化鋁等的無機粒子、或聚矽氧橡膠、甲基丙烯酸曱酯_ 丁一烯-笨乙烯(Methylrnethacrylate Butadiene Styrene, MBS)、丙烯酸橡膠、聚曱基丙烯酸曱酯、以及聚丁二烯 橡膠等。 又,作為(d)絕緣性粒子,除了上述粒子以外,例如 亦可列舉丙烯酸樹脂、聚酯、聚胺酯、聚乙烯丁醛、聚芳 酉曰、聚苯乙烯、丁腈橡膠(Nitrile Butadiene Rubber,NBr )、 苯乙稀-丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber,SBR)及 聚石夕氧改質樹脂等以及含有包含這些物質作為成分的共聚 ^的粒子。絕緣性粒子較佳為分子量為1〇〇萬以上的有機 微粒子或具有三維交聯構造的有機微粒子。此種絕緣性粒 子對於固化性組成物的分散性高。再者,此處所謂「具有 201220976 38756pif 三維^聯構造」,是表示聚合物鏈具有三維網狀構造,例 ° ’利用具有兩個以上的可與聚合物的反應點鍵*的官能 ==來對具有多個反應點的聚合物進行處二藉此 來獲付具有如上所述的構造的絕緣性粒子。分子量為丄⑼ =上的有機微粒子及具有三維交聯構造的有機^粒子較 佳為對於溶劑的溶解性均低。對於溶劑的溶解性低的上 粒子可更顯著地獲得上述效果。又’根據更顯著^ 獲付上述效果峨點,分子量為_萬以上的有機微粒子 及具有三維交聯構造錢齡子較佳為包含(Υ基)丙稀酸 烧基-聚石夕氧共聚物、聚魏_(甲基)丙埽酸共聚物或上述丘 聚物的錯合物的絕緣性粒子。又,例如亦可使用如日本^ 利特開纖·ι5〇573公報所揭示的聚醯細嫌子及聚酿亞 胺粒子等的絕緣性粒子作為(d)成分。 此外,亦可使用具有核殼(⑺代也⑷)型的構造且杪 層的組成與殼層的組成不_絕緣性粒子作為(d)成分: 作為核忒型的絕緣性有機粒子,具體而言可列舉以聚矽 丙稀酸橡膠作為核來對丙烯酸樹脂進行接枝所得的粒子; 及以,稀酸共聚物作為核來對_酸樹脂進行接枝所得的 粒子等。又,亦可使用如國際專利公開第2〇〇9/〇51〇67號 小冊子所揭示的核殼型聚魏微粒子、如國際專利公開第 2009/020005號小冊子所揭示的(曱基)丙烯酸烷基酯丁二 烯-苯乙烯共聚物或錯*物、(甲基)丙烯酸烧基__聚石夕氧共 聚物或錯合物及料氧_(Ψ基)⑽酸共⑽或錯合物^ 的絕緣性有機粒子、如日本專利特開2〇〇2_256〇37號公報 20 201220976 38756pif 所揭示的核设構造聚合物粒子、以及如日本專利特開 2004-18803號公報所揭示的核殼構造的橡膠粒子等。可單 獨地使用一種上述核殼型的絕緣性粒子,亦可組合地使用 兩種以上的上述核殼型的絕緣性粒子。再者,此種(d)絕 緣性粒子的平均粒徑較佳為0.01 μηι〜2 μιη左右。、 於導電性接著劑層3b含有(d)絕緣性粒子的情形時, 相對於總冑量為丨⑻㈣份的接著劑組成物4b而言,⑷ 絕緣性粒子及導電粒子5的合計繼量較佳為8 q質量份以 下’更佳為6〇 f量份以下。若絕緣性粒子及導電粒子的合 ^調配量超過8G質量份,則存在成膜性及對於電極的密著 性广於絕緣性接著劑層3a含有⑷絕緣 iJHa ^ ^ 1〇0 ° ()絕緣性粒子的調配量較佳為60質量份 :;質:4 ΐ丨:似下。絲雜好_配^過 下降的里傾”向 及導餘子5雜電極的密著力 佳為14 μιη〜16 um。,僧二·^土巧—广…山 為3 μηϋ帅,更佳為5電性接著劑層3b的細 上所述的厚度,因&,^ μΐΏ〜1〇μΐη。由於各層具3 接可靠性保^良好。β使作紐、導餘子捕捉性石 二厚 ==;:厚度較佳為一 完全地將一間的空間;=:著力= 21 201220976 38756pif 於進行 若上述厚度超過40 μιη,則存在如下的傾向 壓接時,樹脂會溢出,從而污染周邊零件。 的混劑層&相關的包含接著劑組成物如 牝及導雷包早 妾著劑層3b相關的包含接著劑組成物 導餘子5的齡物分麟解或分散於有機溶劑來實 ί材持:塗佈液,將該塗佈液例如塗佈於剝離性 基材(支持膜)上,以固化劑的活性溫度以下的溫产來將 =:=,藉此’可形成絕緣性接著劑層仏及娜 盆他2形Ϊ絕ί性接著劑層%及導電性接著劑層儿的 他方法,可列舉如下的方法,即, 接著劑層3b的構成成分進行力二= 的活性溫度以下的溫度來將溶劑予 根據使接著聽成物4a及接著舰絲4b的溶解性 =的無,树使用㈣馳佳為芳香 氧系溶劑的混合溶劑…作為剝 ; =笨二酸6二醇醋 )、聚丙婦、聚乙婦、以及聚料的 =;一尤佳使用經表面處理而具有脫模性: 剝離性基材的厚度較佳為20_〜75卿。若該厚度不 足20剛’則存在如下的傾向,即,於進行臨日樣接時難 22 201220976 38756pif 用接右上述厚度超過75 μηι,則存在於電路連接 H彳雜歸之間產生馳賴的傾向。 沭方切I路連接用接著膜10的製法,例如可採用對以上 行層i 導電性接著劑層4b及絕緣性接著劑層4a進 ^眾所法、或料對各層妨_的方法 (Chi:„的電路連接用接著膜可用作覆晶玻璃 硬的其二/SS’C0G)等的安裝過程中的將玻璃等比較 二f與半導體元件料接合的異向導電性接著劑。 體元件^!於使電路連制接著财於㈣基板及半導 構件之間的狀態下進行加熱及加壓,將兩 2的=3電極彼此予以電性連接。此處,當使用有 =連情形時’可有效果地使用本實施形態 膜包將如下的接著膜用於電路連接用途’該接著 屛虚人=有接著劑組成物及導電粒子的導電性接著劑 曰/、3有⑽酿成物料含有導電 =料絕帽含嶋麻规含= 環氧#量為200〜_的環氧樹脂及(C)潛 2電^^1’ 電路料錢是於使第1電路電極及第 極相對向的狀態下’將在厚度為〇3mm以下的第 件成有第1電路電極的第1電路構 ”在尽度為0.3 mm以下的第2電路基板的主面上形 23 201220976 38756pif 成有第2電路電_第2電路構件予以電性連接。 度電 板的厚度的下限只要可維:各自: 幾械f生強度’則無問題’該下限較佳為GG5mm以上 佳為0.08 mm以上。 通常’於玻璃基板或半導體元件等的電路構件中設置 有夕個(有時亦可為單數)電路電極。相對向地對設置於 相對向地配置的電路構件的電路電極的至少—部分進行配 置’於使電路連接祕賴介於相對向地配置的電路電極 之間的狀態下進行加熱及加壓,藉此,可將相對向地配置 的電路電極彼此予以電性連接而獲得電路連接構造體。 如此,藉由對相對抗地配置的電路構件進行加熱及加 壓,相對向地配置的電路電極彼此藉由經由導電粒子的接 觸及直接接觸中的一種接觸方式或兩種接觸方式而電性連 接。 <電路連接構造體> 圖2是表示於一對電路構件即基板1與半導體元件2 之間插入有本實施形態的電路連接用接著膜1〇的積層體 200的模式剖面圖’圖3是表示對圖2所示的積層體200 進行加熱及加壓而獲得的本實施形態的電路連接構造體 100的模式剖面圖。 圖3所示的電路連接構造體100包括:於玻璃基板la (第1電路基板)的主面上形成有配線圖案(pattern) ib 24 201220976 JO / jopif (第1電路電極)的基板1 (第1電路構件)、於積體電路 (Integrated Circuit,1C)晶片(chip) 2a (第 2 電路基板) 的主面上形成有凸塊(bump)電極2b (第2電路電極)的 半導體元件2 (第2電路構件)、以及介於基板1及半導體 元件2之間的電路連接用接著膜1〇的固化物如及固化物 6b (連接部)。於電路連接構造體1〇〇中,配線圖案11}及 凸塊電極2b於相對向地配置的狀態下電性連接。 此處’配線圖案lb較佳為由透明導電性材料形成。典 型而言’將銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,IT0)用作透 明導電性材料。又,凸塊電極2b由具有可作為電極而發揮 功能的程度的導電性的材料(較佳為選自包含金、銀、錫、 翻族的金屬及ITO的群組的至少一種材料)形成。 於電路連接構造體100中,相對抗的凸塊電極2b及配 線圖案lb彼此經由導電粒子5而電性連接。亦即,導電粒 子5與凸塊電極2b及配線圖案lb均直接發生接觸,藉此 來將凸塊電極2b及配線圖案lb予以電性連接。 對於電路連接構造體100而言,由於藉由電路連接用 接著膜10的固化物6a及固化物6b來將基板1與半導體元 件2予以接合,因此,即便當電路構件的厚度薄(〇.3mm 以下)時,亦可充分地抑制基板1的鍾曲,且可獲得優異 的連接可靠性。 ' 如上所述的電路連接構造體100可經由如下的步驟來 亦即,可藉由如下的製造方法來製造上述電路連接 構造體1GG,該製造方法包紗下的倾:使本實施形態 25 201220976 38756pif 的電路連接用接著膜介於一對電路構件之間而獲得積層 體α亥#電路構件包括在厚度為〇 3 以下的玻璃基 板la (第1電路基板)的主面上形成有配線圖案 電路電極)的基板i (第!電路構件)、及在厚度為〇 3麵 以下的1C曰曰片2a (第2電路基板)的主面上形成有凸塊 電極2b(第2電路電極)的半導體元件2(第2電路構件》 以及對積層體進行加熱及城而使電路連接用接著膜固 化’猎此來形成連接部,該連接部介於—對電路構件之間, 地配置的配線圖案1b (第1電路電極)與凸 ? 電路電極)電性連接的方式,將-對電路 構件彼此予以接著。 <電路構件的連接方法> ,由如下的方法來獲得電路連接構造體1〇〇,即於 :::案lb及凸塊電極孔相對向地配置的狀態下,對 土板la的主面上形成有配線圖案比的基 面上形成有凸塊電極2b的半導體元件2 Vi、基板1及半導體元件2之間 ·=加熱及加壓,將配線圖案lb及凸塊電極:= 上述方法可準備以如下的方式 =气上的狀態下進行加熱及加壓,對電 “ 準電路電極’-面將半導體元件2放置於該電Ϊ;極: 26 201220976 38756pif
根據電路連接用接著膜1G中的接著劑組成物 電路連接用接著膜1〇及半導 著劑組成物4b的固化性等, 4a及接
時,亦可抑織路構件_曲,且可€得良好的連接可靠 適當地調製對上述積層體200 電路連接用接著膜10固化之 [實例] 以下,列舉實例來更具體地對本發明進行說明。然而’ 本發明並不限定於這些實例。 (1)電路連接用接著膜的準備 如下所述,準備用以製作導電性接著劑層及絕緣性接 著劑層的各材料。又’稱量出約10 mg的各個成膜材料, 利用TA Instruments公司製造的DSC裝置(產品名:Q i 〇〇〇 ) 且依據JIS K7121-1987的規定來對成膜材料的Tg進行測 定。再者,以依據JISK 7236的方法來對環氡樹脂的環氧 當量進行測定。 (a) 成分:成膜材料 「FX-316」(東都化成(Tohto Kasei)製造,產品名). 苯氧基樹脂(Tg : 66°C) (b) 成分:環氧當量為200〜3000的環氧樹脂 27 201220976 38756pif 「Epicoat872」(日本极氧樹脂(japan Ep0Xy Resins) 製造,產品名):可撓性環氧樹脂(環氧當量為600〜7〇〇) 「Epicoat4004P」(日本環氧樹脂製造,產品名):雙 酚F型環氧樹脂(環氧當量為880) 「EXA-4816」(DIC製造’產品名):柔軟性環氧樹脂 (環氧當量為403) 「EXA-4822」(DIC製造,產品名):強韌性環氧樹脂 (環氧當量為385) 「EXA-4850-150」(DIC製造,產品名):柔軟性環氧 樹脂(環氧當量為450) (b) ’成分:(b)成分以外的環氧樹脂 「YL-980」(日本環氧樹脂製造,產品名):雙酚a型 環氧樹脂(環氧當量為180〜190) 「YL-983U」(日本環氧樹脂製造,產品名):雙酚ρ 螌環氧樹脂(環氧當量為165〜175) 「Epicoatl032H60」(日本環氧樹脂製造,產品名): 酚醛型環氧樹脂(環氧當量為163〜175) 「EXA-4710」(DIC製造,產品名):高耐熱環氧樹脂 (環氧當量為170) 「Epicoatl256」(日本環氧樹脂製造,產品名):苯氧 基型環氧樹脂(環氧當量為7500〜8500) (c) :潛伏性固化劑 「Novacure」(旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals) 製造,產品名) 28 201220976 38756pif (d):絕緣性粒子 「X-52_7030」(信越石夕利光(Shin-Etsu Slicone)製 造,產品名):聚矽氧微粒子 (導電粒子) 「Micropearl AU」(積水化學製造,產品名) (添加劑) 「SH6040」(東麗道康寧(Toray Dow Corning)製造, 產品名):矽烷偶合劑 (實例1) <導電性接著劑層> 將30質量份的苯氧基樹脂「FX-316」、10質量份的環 氧樹脂「Epicoat872」及10質量份的「Epicoat4004P」、3〇 質量份的潛伏性固化劑「Novacure」以及1質量份的石夕燒 偶合劑「SH6040」溶解於1〇〇質量份的曱苯之後,添加19 質1:份的導電粒子「Micropearl AU」,調製出導電性接著 劑層形成用塗佈液。 使用塗佈裝置((股)康井精機公司製造’產品名:精 密塗佈機)來將上述塗佈液塗佈於單面(塗佈有塗佈液的 面)已被施以脫模處理(中剝離處理)的厚度為5〇μιη的 Τ膜以70 C來進行10分鐘的熱風乾燥,藉此,於pet 膜上形成厚度為1〇 μίη的導電性接著劑層。 <絕緣性接著劑層> 一士將50質量份的苯氧基樹脂「FX-316」、28質量份的環 氧樹脂「EpiC0at872」、18質量份的潛伏性固化劑 29 201220976 ^8/5bpif 「Novacure」及1質量份的矽烷偶合劑「SH6040」溶解於 100質量份的作為溶劑的曱苯之後,添加3質量份的聚矽 氧微粒子「X-52-7030」,調製出絕緣性接著劑層形成用 佈液。 與上述同樣地,使用塗佈裝置((股)康井精機公司製 造,產品名:精密塗佈機)來將上述塗佈液塗佈於單面 被施以脫模處理的厚度為5〇 μηι的pET膜以兀它 打10分鐘的熱風乾燥,藉此,於PET膜上形 Λ 的絕緣性接著劑層。 心子度為15帅 <電路連接用接著臈〉 面以5〇C來對上述所獲得的導電性 緣性接著劑層進行加熱,一面利用輥層壓者=絕 lammator)來進行層壓,釋 成(r〇ller 接著膜。 ^獲仔居度為25师的電路連接用 (實例2〜實例5及比較例1〜比較例5) 以表2所示的調配比例(質量份)來添加 製絕緣性接著劑層形成用塗佈液,除此以外,ίυ 同樣地進行操作來製作電路連接用接著膜。,、貫例1 201220976 iS756pif [表2] 成分 絕緣性; 妾著劑層 導電性接 著劑層 實例 比較例 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (a) FX-316 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 30 (b) Epicoat872 28 - - - - - - - - - 10 Epicoat4004P - 28 - - - - - - - - 10 EXA-4816 • - 28 - - 爭 - - - - - EXA-4822 • • - 28 - - - - - - - EXA-4850-150 • - - 28 - - - - - - ⑻, YL-980 • - - - 28 - - - - - YL-983U _ • - - - - 28 - - - - Epicoatl032H60 _ _ - - - - - 28 - - - EXA-4710 • _ - 28 - - Epicoatl256 - _ - 28 - (c) Novacure 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 30 ⑷ X-52-7030 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 - Micropearl AU . _ - - - - - - - - 19 SH6040 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (2)電路連接構造體的製作 <基板及半導體元件的準備> 準備於玻璃基板(康寧(Corning) #1737 ’ 38 mm><28 mm,厚度為 0.3 mm)的表面形成有 ITO( Indium Tin Oxide) 的配線圖案(圖案寬度為50 μιη,電極之間的空間為5 μιη) 的基板。準備1C晶片(外形為17 mm><17 mm,厚度為〇,3 mm,凸塊的大小為50 μηιχ50 μιη,凸塊之間的空間為50 μηι,凸塊高度為15 μιη)作為半導體元件。 <基板及半導體元件的連接> 使用上述實例及比較例中所製作的電路連接用接著 膜,以如下所示的方式來將1C晶片與玻璃基板予以連接。 再者,將由包含陶瓷加熱器(ceramic heater )的平台(stage ) 31 201220976 (150 mmxl50 mm)及工具(3醒,画)構成的加熱 塵接件用於連接。 首先將電路連接用接著臈(1.5 mm><20 mm)的導電 性接著2劑層上的PET膜予以剝離,於8。。。、。98 Mpa ( 1〇 kgf/cm )的條件下進行2秒的加熱及加壓,藉此來將導電 性接著劑層面貼附於麵基板。接著,將電路連接用接著 膜的絕緣性接著劑層上的pET膜予以剝離,使ic晶片的 =塊=玻璃基板對準之後,於電路連接用接著膜的實測最 皿度為19(>C及凸塊電極面積換算壓力為7QMPa ί 自1C晶片上方進行1G秒的加熱及加壓,將絕 附於1c晶片,經由電路連接用接著膜來對 日日片〃玻璃基板進行主連接。 (3)評價 (成膜性) 膜二==¾接=的成 中T易碎裂、不易黏連。將成膜性的評價3 A:可形成膜 B :無法形成膜 (翹曲) 圖4是表示玻璃基板的翹曲的 圖。圖4所示㈣路連接構造體1(^由mi剖面 元件2及將基板丨與半導體元件2予以接^已固化= 32 201220976 38756pif 路連接用接著膜1G構成。L表示當將半導體元件2的中心 的基板1的下表面的高度設為〇時,直至與半導體元件2 的中心相隔12.5 mm處為止的基板}的下表面的高度中的 最大值。以L為指標來對翹曲進行評價。[的值越小,則 表示翹曲越小。將L的值不足15 μιη的情形設為「A」,將 L的值為15 μηι以上的情形設為「Β」,以兩個階段來進行 評價。將翹曲的評價結果表示於表3中。 又,使電路連接構造體的製作過程中的玻璃基板及扣 晶片的厚度分別自0.3 mm變更至〇·5 mm ,按照與上述相 同的順序,使用上述實例及比較例所製作的電路連接用接 著膜來進行連接,製作接合體。對所獲得的接合體的翹曲 進行評價之後’接合體的翹曲均不足15 μιη。 (連接可靠性) 使用已製作的電路連接構造體來對玻璃基板的電路與 半導體元件的電極之間的電阻值進行測定。使用萬用電錶 (multimeter)(裝置名:MLR2卜ETAC公司製造),於溫 度為85°C,濕度為85%RH的1000小時的熱濕度測試
(Thermal Humidity Test,THT)之後進行測定。基於 THT 測試之後的電阻值且依據以下的基準,以A或B該兩個階 段來對連接可靠性進行評價。將各電路連接構造體的測定 結果表示於表3中。 A :不足10Ω B : 10 Ω以上 33 201220976 [表3] 環氧當量 (g/eq.) 成膜 性 龜曲(μιη ) 厚度為0.3 mm 的基板 連接可靠 性
本發明的電路連接用接著膜即便當 現出優異的特性 此,接時,成膜性、趣曲及連接== =本發明已啸佳實施_露如上,然其並非 本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之 和範圍内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 34 201220976 38756pif 【圖式簡單說明】 膜的Ξ式本發明的一個實施形態的電路連接用接著 電路有顺態的 圖。圖3是表示本實施形態的電4:造體的模式剖面 β。圖4是表示玻璃基板_曲的評價方法的模式剖面 【主要元件符號說明】 1:基板 la:玻璃基板 ib :配線圖案 2:半導體元件 2a : 1C晶片 2b :凸塊電極 3a :絕緣性接著劑層 %:導電性接著劑層 4a、4b :接著劑組成物 5:導電粒子 6a、6b :固化物 W:電路連接用接著膜 100 :電路連接構造體 2〇〇:積層體 L:高度的最大值 35
Claims (1)
- 201220976 38756pif 七 申請專利範圍: L 一種電路連接用接著膜,包括: 及 導電性接著劑層,含有接著劑纽成物及導電粒子;以 子 絕緣性接著劑層,含有接著劑組成物且不含有導電粒 々述絕緣性接著劑層中所含有的上 含U)成膜材料、(b)環氧合 者知丨、、且成物包 及⑷潛伏性固化劑 置為2〇0〜3000的環氧樹脂 上述電路連接用接著膜用於在使 電路電極相對向的狀態下,將第 亟^第2 件予以電性連接,其中上述第!電路構^^\2電路構 以下的第!電路基板的主面上形成有上^^為〇‘3職 上述第2電路構件在厚度為G 3咖以下 2電極, 的主面上形成社述第2電路電極。 電路基板 2.如申請專利範圍第〗 其中上述導電性接著劑声$ Ύ C 、接用接著膜, 有⑷絕緣性粒子㈣層及/或上述絕緣性接著劑層更含 3. —種電路連接構造體,包括: 第!電路構件,在厚度為们咖 板的主面上形成有第】電路電極; 下的第】電路基 第2電路構件,在厚度為〇3麵 板的主面上形成有第2 f路電極c電路基 置為與上述第i電路電極 電路電極配 对向上衫2電路電極與上 36 201220976 38756pif 述第1電路電極電性連接;以及 之間 連接邛,;I於上述第1電路構件與上述第2電路構件 上述連接部為如申請專利範圍帛1項《第2項所述之 電路連接用接著膜的固化物。 .4. 一種電路連接構造體的製造方法,包括如下的步 驟: 接二:請::範圍第1項或第2項所述之電路連接用 於—對電路構件之間而獲得積層體,上述-對電 =包括第1電路構件與第2電路構件,其中上述第! 形成:t度為Μ麵以下的第1電路基板的主面上 成有迷第1電路電極,上述第2 =的第2電路基板的主面上形成有上述/2度電= 著膜:====== 與電=路;=:::rr第;電路電極 件彼此予以接著。連接的方式,將上述—對電路構 5_ —種電路構件的連接方法,包括: 能下於^ ί :路電極與第2電路電極相對向地配置的狀 態下,對心電路構件、第2電路構件 1電路構件及上述第2電路構件-;上述第 Μ 項或第2項所狀電路辆 +/、㈣專魏圍第1 状電路連接用接者膜進行加熱及加壓 37 201220976 / J 極與4第2電路電極料電性連接,1 板的主面上形成有上電路基 在厚度為0.3 mm電極’上述第2電路構件 述第2電路電i 、第2電路基板的主面上形成有上 括 及 子 6·-種接著臈的用於電路連接的使用,上述接著膜包 導電f生接著劑層,含有接著劑組成物及導電粒子;以 絕緣性接著劑層,含有接著劑組成物且不含有導電粒 著劑層中所含有的接著劑組成物包含 ⑷潛伏性固化劑,%乳當量為獅〜3_的環氧樹脂及 的用於電路連接的使用是在使第1電路電 極及第2電路電極相軸的絲下, =構件予《輯接,料增第 為0.3 mm以下的第1電路基板的主面 ^ 電”極,上述第2電路構件在厚度為。3二: 電路基板的主面上形成有上述第2電路電極。 第 7.如申料概圍第6項·之接著料用於 接的使用,其中上述導電性接著劑層及/或 = 劑層更含有(d)絕緣性粒子。 H祕接者 38
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