TW201504054A - 各向異性導電膜、包括該各向異性導電膜之影像顯示器、及包括該各向異性導電膜之半導體裝置 - Google Patents

各向異性導電膜、包括該各向異性導電膜之影像顯示器、及包括該各向異性導電膜之半導體裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201504054A
TW201504054A TW103121597A TW103121597A TW201504054A TW 201504054 A TW201504054 A TW 201504054A TW 103121597 A TW103121597 A TW 103121597A TW 103121597 A TW103121597 A TW 103121597A TW 201504054 A TW201504054 A TW 201504054A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
anisotropic conductive
conductive film
weight
epoxy resin
glass transition
Prior art date
Application number
TW103121597A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI560057B (en
Inventor
Young-Woo Park
Kyoung-Soo Park
Hyun-Min Choi
Dae-Gyu Lee
Original Assignee
Cheil Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cheil Ind Inc filed Critical Cheil Ind Inc
Publication of TW201504054A publication Critical patent/TW201504054A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI560057B publication Critical patent/TWI560057B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/16—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive material in insulating or poorly conductive material, e.g. conductive rubber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本發明係揭示一可改善連接可靠性並得到安定的連接電阻之各向異性導電膜。該各向異性導電膜包括一具有自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂、一具有自130至200℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂、及具有一自1000至3000牛頓/平方毫米(N/mm2)之30% K值的導電顆粒。該各向異性導電膜顯示優異的連接可靠性及較少的起泡現象。

Description

各向異性導電膜、包括該各向異性導電膜之影像顯示器、及包括該各向異性導電膜之半導體裝置 發明領域
本發明係有關於一各向異性導電膜、一包括該各向異性導電膜之影像顯示器、及一包括該各向異性導電膜之半導體裝置。更詳細地，本發明係有關於一包括兩具有不同玻璃轉化溫度(Tg)之環氧樹脂、及導電顆粒的各向異性導電膜且可得到高連接可靠性及安定的連接電阻。
發明背景
一般而言，各向異性導電膜(ACF)係指薄膜形成的黏著劑，其中導電顆粒(諸如金屬顆粒，其包括鎳或金顆粒或塗金屬之聚合物顆粒)係分散在一樹脂(諸如環氧樹脂)內。各向異性導電膜係由具有電各向異性及黏著性之聚合物層形成，且在該等膜之厚度方向顯示導電性質，且在其表面方向顯示絕緣性質。
此各向異性導電膜係作為一用於包裝在一LCD模組內之液晶顯示器(LCD)面板、印刷電路板(PCB)、驅動器ICs等的連接材料。數個驅動器IC係安裝在該LCD模組上 以驅動薄膜電晶體(TFT)。用於將該等驅動器IC安裝在該LCD面板上的方法可分類成導線焊接法，其中該等驅動器IC係經由一導電金屬線而連接該LCD面板之一電極；捲帶式自動接合法(TAB)，其中該等驅動器IC係經由使用一底膜而安裝在LCD面板之該電極上；玻璃覆晶法(COG)，其中該等驅動器IC係經由一預定黏著劑而直接安裝在該LCD面板上、及諸如此類的方法。
該各向異性導電膜讓人注意到可作為一用於COG安裝法的連接材料且係用於將一聚醯亞胺基片上之接線圖案電聯至一液晶顯示器之玻璃基片上的氧化銦錫(ITO)圖案或電連至一電子組件之鉛上。
最近，用於製備較薄、較輕、較短且較小的產品之該驅動器IC及該面板的厚度有漸減的傾向。然而，隨著該驅動器IC及該等面板之厚度的減少，由於一旦熱固化時該驅動器IC與面板之熱梯度，該驅動器IC、該各向異性導電膜與該面板間之玻璃彎曲會變得更嚴重，因此導致連接可靠性劣化。更詳細地，由於彎曲應力於側邊最高，所以在可靠性測試期間，當使該彎曲的玻璃復原且釋放應力時，會發生碎裂及分離現象。
明確地，在一顯示器結構內，就COG而言，一相當於該驅動器IC之一電極的凸塊以及相當於該面板之一電極的ITO係以該各向異性導電膜之厚度方向彼此連接，且以其表面方向電絕緣。現在，由於在高溫及高濕度(85℃，85% RH)之條件下，水份滲透該驅動器IC的凸塊、該各向異性導 電膜的導電球、及該面板的導體之間的介面並導致分離(介面剝離)，所以該顯示器結構遭受介電連接電阻之增加及黏著性劣化的問題。
一LCD包括彼此連接之凸塊及ITO且係為電壓驅動型，而一OLED包括彼此連接之凸塊及Ti電極且係為電流驅動型(低電阻)。顆粒變形為用於LCD之導電顆粒的一重大因素，然而硬度為用於OLED顯示器之導電顆粒的一重大因素，因為OLED的導電顆粒必需通過氧化物膜才能產生電連。典型上，雖然具有高硬度的該等導電顆粒業經兼用於LCD及OLED顯示器，但是在可靠性測試後，在該等導電顆粒周圍及在電極間之一空間內會產生過量的膜泡。
因此，需要一種具下述特性的各向異性導電膜：兼適用於LCD及OLED顯示器，且甚至於高溫及高濕度下不會由於水份滲透而產生介面剝離的現象，因此可確保優異的連接可靠性。
[先前文件] [專利文件]
專利文件1：韓國專利公開案第2009-0115520A號(2009年11月5日特許)
發明概要
本發明之一目標為提供一在可靠性測試後藉減少發泡及連接電阻之增加比率而具有改良的連接可靠性之各向異性導電膜。
明確地，本發明的目標為提供一可在可靠性測試後一旦進行COG安裝時藉抑制在導電顆粒周圍及在一介於電極間之空間內的發泡現象而維持安定的可靠性連接電阻之各向異性導電膜，其中該各向異性導電膜係用於安裝在一LCD或OLED面板上。
根據本發明之一方面，為了提供可抑制發泡且能確保安定的連接電阻之一各向異性導電膜，該各向異性導電膜包括：兩環氧樹脂；及具有一如藉以下方程式I而代表的自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值的導電顆粒： 其中F為以30%壓縮變形的負載(N)，S為以30%壓縮變形的壓縮位移(毫米)，且R為顆粒的半徑(毫米)。
明確地，該各向異性導電膜包括：一含多環狀芳香族環之環氧樹脂；一含二環戊二烯環之環氧樹脂；及導電顆粒，其中該等導電顆粒具有一自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值。
在一實施例中，該各向異性導電膜包括：一具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；一具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；及導電顆粒，其中該等導電顆粒具有一自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值。
在另一實施例中，在預備及主要壓縮黏合後，於85℃及85% RH下靜置500小時後，該各向異性導電膜在一介 於電極間之空間內具有一20%或更小的膜泡面積、及一如以下方程式III而代表的100%或更小的連接電阻之增加比率：[方程式III]連接電阻之增加比率(%)=[(R1-R0)/R0]×100，其中R0為連接電阻，其係於60至80℃在1至3兆帕(MPa)之負載下進行預備壓縮黏合，費時0.5至2秒，然後於190至210℃在50至80MPa之負載下進行主要壓縮黏合，費時5至10秒後而測得；且R1為連接電阻，其係在上述條件下進行該預備及主要壓縮黏合，繼而於85℃及85% RH下，貯存500小時後而測得。
根據本發明之另一方面，係提供一液晶顯示器(LCD)，其包括：一驅動器電路、一液晶顯示器(LCD)面板、及一根據本發明之一實施例的各向異性導電膜；及一有機發光二極體(OLED)顯示器，其包括：一驅動器電路、一有機發光二極體(OLED)面板、及一根據本發明之一實施例的各向異性導電膜；及一藉該各向異性導電膜而連接的半導體元件。
根據本發明之實施例，由於該各向異性導電膜包括：一含多環狀芳香族環之環氧樹脂；一具有良好耐熱性及防水性之含二環戊二烯環之環氧樹脂；及具有比強度之導電顆粒，該各向異性導電膜可具有優異防水性，可抑制該等導電顆粒周圍及在一介於電極間之空間內的發泡，且可抑制可靠性測試後之連接電阻的增加。
根據本發明該等實施例，由於該各向異性導電膜包括兩具有不同玻璃轉化溫度(Tg)之環氧樹脂且允許合適 地調整其熔化黏度，一旦壓縮時，該各向異性導電膜可均勻地填充精細電極間之空間。
此外，該各向異性導電膜包括具有一在特定範圍內之30% K值的導電顆粒，且因此可以使發泡現象及連接電阻之增加減至最低。由於上述30% K值低於典型上用於OLED顯示器之該等導電顆粒的硬度，所以根據本發明之該實施例的各向異性導電膜可兼用於LCD及OLED顯示器。
T‧‧‧原有大小
F‧‧‧加壓力
D1‧‧‧加壓位移
D2‧‧‧恢復位移
圖1表示一用於測定導電顆粒之恢復比的方法。
圖2表示一根據一實例之各向異性導電膜，其在可靠性測試後具有一20%或較小的膜泡面積。
圖3表示一根據另一實例之各向異性導電膜，其在可靠性測試後具有一大於20%的膜泡面積。
較佳實施例之詳細說明
下文，本發明之實施例可參考附圖加以詳細說明。為了簡單明瞭起見，可省略為熟悉本項技藝者所知的細節之描述。
根據本發明之一方面，一各向異性導電膜包括：兩環氧樹脂；及具有一如藉方程式I而代表之自1000至3000牛頓/毫米2之30% K值的導電顆粒。
如文中使用，當使用一微壓縮檢驗機(例如PC T-200,Shimadzu Co.,Ltd.)在10克的最大試驗負載下以2.6 毫牛頓/秒之壓縮比在由50微米直徑鑽石管所製成的平滑壓痕機之橫截面上壓縮顆粒時，經由測定一壓縮位移(毫米)而藉方程式I計算該30% K值。
(其中F為以30%壓縮變形表示的負載(N)，S為以30%壓縮變形表示的壓縮位移(毫米)，而R為顆粒的半徑(毫米))。
明確地，該各向異性導電膜可包括：一含多環狀芳香族環之環氧樹脂；一含二環戊二烯環之環氧樹脂；及導電顆粒，其中該等導電顆粒可具有一自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值。
由於該各向異性導電膜包括這兩種環氧樹脂及該等具有上述強度之導電顆粒，該各向異性導電膜可抑制在一介於電極間之空間內的發泡現象且在可靠性測試後，維持安定的連接電阻。
下文，可詳細描述根據本發明之一實施例之一用於製備各向異性導電膜的組成物。
根據本發明之一實施例，一各向異性導電膜可包括：兩環氧樹脂；一黏合劑樹脂；一固化劑；無機顆粒；及具有一自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值及一50至70%之回收比的導電顆粒。
a)兩環氧樹脂
這兩種環氧樹脂可具有不同的玻璃轉化溫度。例如這兩種環氧樹脂可包括一含多環狀芳香族環之環氧樹 脂、及一含二環戊二烯環之環氧樹脂。
該各向異性導電膜可進一步包括任何其它環氧樹脂，例如其它含環之環氧樹脂，其等並未受限，其限制條件為該等其它環氧樹脂與該含多環狀芳香族環之環氧樹脂與該含二環戊二烯環之環氧樹脂的相容性並沒問題。
下文，可詳細描述該含多環狀芳香族環之環氧樹脂、及該含二環戊二烯環之環氧樹脂。
含多環狀芳香族環之環氧樹脂
例如該含多環狀芳香族環之環氧樹脂可包括至少一選自以下所組成的群組：含四官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂、及含雙官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂。
例如該含多環狀芳香族環之環氧樹脂可包括該等含四官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂中之至少一者。
該含四官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂的實例可包括具有至少兩個苯環所連續連接之至少兩個苯環的環氧樹脂，且不限於彼等。在一實施例中，該含四官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂可藉固化一具有如藉式1代表之硬質結構萘分子團的萘四官能性環氧單體而製成。例如，該含四官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂可以是HP4700(Dainippon Ink & Chemicals,Inc.)或諸如此類。
(式1)
例如該含雙官能性多環狀芳香族環之環氧樹脂可包括至少兩個苯環所連續連接之環氧樹脂，且不限於彼等。該含雙官能性多環狀芳香族環的環氧樹脂可藉固化一具有藉式2而代表之結構的環氧單體而製成。例如該含雙官能性多環狀芳香族環的環氧樹脂可藉固化一選自由1,6-雙(2,3-環氧丙氧基)萘、1,5-雙(2,3-環氧丙氧基)萘、及2,2’-雙(2,3-環氧丙氧基)聯萘所組成之群組的環氧單體而製成。
[式2](Ar)n-Em
其中(Ar)n為一具有n個苯環之多環狀芳香族烴；E係選自環氧基、縮水甘油基及縮水甘油氧基；而m為E的數字且其範圍可自1至5。
特定地，n之範圍可自2至4，而m可以是2。
此外，該含多環狀芳香族環的環氧樹脂可具有一自200至300℃、特定地自205至295℃、更特定地自220至260℃之玻璃轉化溫度。
以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，該含多環狀芳香族環的環氧樹脂可以以5至40重量%、特定地，5至30重量%之數量存在。
含二環戊二烯環之環氧樹脂
該含二環戊二烯環之環氧樹脂可以是任何含有一個二環戊二烯環之環氧樹脂。
文中，該含二環戊二烯環之環氧樹脂可具有一以下之玻璃轉化溫度：自130至200℃、特定地自135至195℃、更特定地自145至175℃。
以該各異向性導電膜之總重(固體含量)計，該含二環戊二烯環之環氧樹脂可以以0.1至30重量%、特定地0.1至20重量%之數量存在。
如上述，該各向異性導電膜包括具有不同玻璃轉化溫度之該含多環狀芳香族環的環氧樹脂及該含二環戊二烯環的環氧樹脂，且因此允許調整其熔化黏度，藉以改良耐熱性及防水性且可得到安定的連接電阻。
在該各向異性導電膜內，以該含二環戊二烯環的環氧樹脂之100重量份數計，該含多環狀芳香族環的環氧樹脂可以以100至500重量份數、特定地100至300重量份數、更特定地150至250重量份數之數量存在。
在本範圍內，由於其合適的熔化黏度，一旦進行一各向異性導膜之主要壓縮黏合時，該各向異性導電黏著性組成物可充份地填充精細電極間之空間，且在可靠性測試後，該各向異性導電膜可以使發泡現象及連接電阻之增加減至最低，且可得到改良的連接可靠性。
此外，該含多環狀芳香族環之環氧樹脂與該含二環戊二烯環之環氧樹脂的含量比範圍可以自1：1至5：1、特定地自1：1至3：1、更特定地自1.5：1至2.5：1。
b)黏合劑樹脂
根據本發明，該黏合劑樹脂可以是本項技藝已知的任何黏合劑樹脂。
黏合劑樹脂之實例可包括聚醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚胺甲酸乙酯樹脂、聚醚樹脂、聚酯胺甲酸乙酯樹脂、聚乙烯丁縮醛樹脂、苯乙烯-丁烯-苯乙烯(SBS)樹脂及其經乙氧基修飾的樹脂、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)樹脂及其經修飾的樹脂、丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)及其氫化橡膠等，且不限於其等。這些可單獨使用或併用。例如該黏合劑樹脂可以是苯氧基樹脂。
以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，該黏合劑樹脂可以以5至35重量%、特定地10至30重量%的數量存在。在本範圍內，該各向異性導電膜可具有優異的黏著強度及成膜能力。
c)固化劑
根據本發明，該固化劑可以是能固化該黏合劑樹脂及兩環氧樹脂以形成該各向異性導電膜之任何固化劑。該固化劑之實例可包括鋶、咪唑、異氰酸酯、胺、醯胺、酚、酸酐固化劑等，且不限於彼等。這些可單獨使用或併用。
以該各向異導電膜之總重(固體含量)計，該固化劑可以以5至50重量%、特定地20至40重量%的數量存在。在本範圍內，由於該各向異性導電膜允許充份固化及輕易地形成薄膜，所以可確保優異的相容性。
d)無機顆粒
根據本發明，該等無機顆粒可增強該各向異性導電膜之黏著強度及絕緣性質。該等無機顆粒的實例可包括至少一選自以下所組成的群組：二氧化矽(SiO2)、Al2O3、TiO2、ZnO、MgO、ZrO2、PbO、Bi2O3、MoO3、V2O5、Nb2O5、Ta2O5、WO3、及In2O3，但不限於彼等。此外，該等無機顆粒可包括一藉使用一有機材料塗覆此等無機顆粒而製成之有機及無機顆粒的混合物。例如該等無機顆粒可以是二氧化矽顆粒。
該等二氧化矽顆粒可以是具有一自1至50奈米、特定地自1至45奈米之平均粒度的二氧化矽奈米顆粒。
以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，該等無機顆粒可以以0.1至20重量%、特定地1至10重量%之數量存在。在本範圍內，該等無機顆粒可允許均勻分佈的壓力施加至一電極且該各向異性導電膜可顯示改良的黏著性及連接可靠性。
如上述，當具有不同的玻璃轉化溫度之這兩種環氧樹脂併用該等無機顆粒時，一旦壓縮該各向異性導電膜時可解決該各向異性導電膜之厚度方向的不均勻壓力分佈，因此可進一步加速該膜組成物填充電極間之一空間的步驟。
e)導電顆粒
該等導電顆粒之實例可包括：金屬顆粒，其包括Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Ti、Cr、焊料等；碳顆粒；樹脂顆 粒，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇及其等經金屬(諸如Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Ti、Cr)、焊料等電鍍之經修飾樹脂顆粒；及藉進一步將絕緣顆粒塗覆至該等電鍍金屬之顆粒上而獲得之絕緣導電顆粒等，但不限於彼等。這些可單獨使用或併用。
文中，該等導電顆粒可具有一以下之30% K值：自1000至3000牛頓/平方毫米、特定地自1000至2500牛頓/平方毫米。
在本範圍內，由於一旦黏合時，破碎之導電顆粒數減少，所以在可靠性測試後於介於一IC凸塊與一面板導體間之一介面處的接觸面積可減少，因此可減少連接電阻。此外，可減少回彈，因此在可靠性測試後可抑制發泡現象。
此外，該等導電顆粒可具有一自50至70%、特定地自50至65%之恢復比。
如文中使用，該等導電顆粒之恢復比係指一表示當施加力至該等導電顆粒，然後釋放時，一旦施加力時與一旦釋放力時之間之位移的差異。根據本發明，可在一50毫牛頓(mN)之力下，使用一MCT裝置(W500,Shimatsu Co.,Ltd.)(但不限於其)測定該等導電顆粒之恢復比。
可藉以下方法(但不限於其等)而測定該恢復比(%)。參考圖1，當D1為一加壓位移；D2為一恢復位移；F為一加壓力；且T為一原有大小時，該恢復比可藉以下方程式II而計算：[方程式II] 恢復比(%)=[D2/(D1+D2)]×100，其中D1為一加壓位移，而D2為一恢復位移。
該加壓位移D1為一藉一旦施加該加壓力F時，自該原有大小T減掉一大小而獲得之數值。該恢復位移D2為一藉施加該加壓力F後，自該原有大小T減掉一已恢復之大小而獲得的數值。
當於高溫及高濕度下，在30% K值與恢復比之上述範圍內該樹脂收縮或膨脹時，由於經一導電球接觸的面積增加，該各向異性導電膜具有長期可靠性的優點，且由於該回彈現象減少，所以在可靠性測試後可減少發泡現象。
以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，該等導電顆粒可以以5至30重量%、特定地10至20重量%的數量存在。在本範圍內，該各向異性導電膜可藉防止劣連接及/或劣絕緣而顯示優異連接率。
該各向異性導電膜可進一步包括其它添加物，諸如聚合反應抑制劑、抗氧化劑、熱安定劑、固化加速劑、偶合劑，因此可以使該各向異性導電膜得到額外性質且不會劣化該膜之基本性質。根據該膜之用途及所欲效用，以各種方式測定這些添加物的數量，且其等係為熟悉本項技藝者所熟知。
此外，該各向異性導電膜可具有一如藉以下方程式III而代表的100%或較小之連接電阻的增加比：[方程式III]連接電阻之增加比(%)=[(R1-R0)/R0]×100， 其中R0為連接電阻，其係如於60至80℃在1至3兆帕的負載下進行預備壓縮黏合，費時0.5至2秒，以及於190至210℃在50至80兆帕的負載下進行主要壓縮黏合，費時5至10秒後所測得；而R1為連接電阻，其係如在上述條件下進行預備及主要壓縮黏合，繼而於85℃及85% RH下貯存500小時後所測得。
特定地，R1可以是4歐姆(Ω)或更低。在本範圍內，其優點在即便在高溫及/或高濕度之條件下，可長時間使用利用該各向異性導電膜所連接的半導體裝置。
可藉典型上用於本項技藝之任何方法而測定該連接電阻。可藉以下方法(但不限於其等)而測定該連接電阻。首先，於室溫(25℃)下靜置各該向異性導電膜，費時1小時，且藉使該各向異性導電膜連接至一藉形成一圖案而製成的COF(Samsung Electronics Co.,Ltd.)而製成各該向異性導電膜之10件試樣，其等允許在70℃的測定溫度、1兆帕與1秒之預備壓縮黏合條件下、及200℃、70兆帕與5秒之主要壓縮黏合條件下，在經一1000埃(Å)厚之ITO層塗覆之0.5t無圖案玻璃板上進行4探針測定。接著，使用4探針方法(根據ASTM F43-64T)，在各該試樣上測定初連接電阻，且計算一平均值。
此外，在一介於電極間之空間內，該各向異導電膜可具一20%或較小的膜泡面積，其係如於60至80℃在1至3兆帕之負載下進行預備壓縮黏合，費時0.5至2秒且於190至210℃在50至80兆帕之負載下進行主要壓縮黏合，費時5至 10秒，繼而於85℃及85% RH下貯存500小時後所測得。
該辭句“20%或較小的膜泡面積”並非意指該膜泡面積為0及一負值，且該膜泡面積之一下限被視為意指接近0之正值。
可使用本項技藝內典型上使用的任何方法(但不限於其等)以測定該膜泡面積。例如可藉使用顯微鏡拍照一介於經該膜組成物裝填的電極間之空間而測定該膜泡面積，並使用影像分析器或格子圖以計算該膜泡面積。
當該各向異性導電膜具有一20%或較小的膜泡面積時，即便在高溫及/或高濕度條件下，可長時間使用利用該各向異性導電膜所連接的半導體元件，且可維持連接可靠性。
在本膜泡面積範圍內，該各向異性導電膜顯示優異連接可靠性及較小發泡現象，且因此可兼用於LCD及OLED顯示器。
根據本發明，可使用本項技藝內典型上已知的任何方法(但不限於其等)以形成該各向異性導電膜。
不需要特殊裝置或設備即可形成該各向異性導電膜。例如可藉以下步驟而獲得該各向異性導電膜：將黏合劑樹脂溶解在一有機溶劑內，添加其它組份至該已溶解在溶劑內之黏合劑樹脂，攪拌該等組份，費時預定時間施加，例如10至50微米之合適厚度的該混合物至一離型膜上，並乾燥該混合物，費時預定時間以揮發該有機溶劑。
根據本發明之另一方面，一液晶顯示器(LCD)可 包括：一驅動器電路、一液晶顯示器(LCD)面板、及該根據本發明之各向異性導電膜。此外，一有機發光二極體(OLED)顯示器可包括：一驅動器電路、一有機發光二極體(OLED)面板、及該根據本發明之各向異性導電膜。
顆粒的變形為一在用於LCD之導電顆粒內的重要因素，且硬度為一在用於OLED顯示器之導電顆粒內的重要因素。典型上，具有高硬度之導電顆粒業經兼用於LCD及OLED顯示器，且在本情況下，在可靠性測試後，該各向異性導電膜已遭受高發泡現象的損失。因此，根據本發明，由於藉可防止由於在高溫及高濕度條件下之水份之滲透所導致的界面剝離，在可靠性測試後，該各向異性導電膜顯示低連接電阻及低發泡現象，所以該根據本發明之各向異性導電膜可兼施用於LCD及OLED顯示器。
根據本發明之又另一方面，半導體元件可藉一根據本發明之一實施例之各向異性導電膜而連接。例如該半導體元件可包括：一配線基板、該連接至一晶片安裝在該配線基板之一表面上的各向異性導電膜；及一安裝在該各向異性導電膜上之半導體晶片。
本項技藝中已知的任何基板及任何晶片可作為該配線基板及該半導體晶片。該配線基板可包括藉ITO而於其上形成的電路或電極、或金屬線，且經由使用該根據本發明之實施例的各向異性導電膜，一IC晶片及諸如此類可安裝於一相當於該等電路或電極之位置。
根據本發明，可使用本項技藝中已知的任何方法 (但不限於其等)以製造半導體元件。
下文，本發明會參考一些實例而更詳細地解釋。然而，應瞭解這些實例僅用於闡明且無論如何不被視為對本發明之限制。
實例及比較例
使用如表1內所列示之數量的組份製備各該向異性導電膜。在實例及比較例內所製成之各該向異性導電膜內之導電顆粒之30% K值及恢復比係示於表2內。
實例1 各向異性導電膜組成物的製法
一各向異性導電膜組成物(其中該等導電顆粒具有一自1300牛頓/平方毫米的30% K值及60%之恢復比)的製法如下：以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，混合20重量%含多環狀芳香族環之環氧樹脂(HP4032D,Dainippon Ink & Chemicals,Inc.,Tg：245℃)、10重量%含二環戊二烯環之環氧樹脂(HP7200L,Dainippon Ink & Chemicals,Inc.,Tg：157℃)、20重量%苯氧基樹脂(YP50,Nippon Steel & Sumitomo Metal Co.,Ltd.)、30重量%固化劑(HX-3922,Asahi Kasei Co.,Ltd.)、5重量%二氧化矽奈米顆粒(R812,Degussa Co.,Ltd.)、及15重量%導電顆粒(AUL704,Sekisui Chemical Co.,Ltd.)。
各向異性導電膜的製法
於室溫(25℃)下以一攪拌速率攪拌所製成膜組成物，費時60分鐘，於其間該等導電顆粒並未經粉碎，使該組成物在一聚乙烯底膜上形成35微米厚之薄膜，然後接受聚矽氧脫模表面處理，且使用一鑄製刀以形成該薄膜。於60℃下乾燥該薄膜，費時5分鐘。
實例2
除了使用具有一自1600牛頓/平方毫米之30% K值及50%之恢復比的導電顆粒不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
實例3
除了使用具有一自2100牛頓/平方毫米之30% K值及60%之恢復比的導電顆粒不同外，以如實例1之相同方 法製成一各向異性導電膜。
比較例1
除了使用具有一自500牛頓/平方毫米之30% K值及30%之恢復比的導電顆粒不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
比較例2
除了使用具有一自900牛頓/平方毫米之30% K值及60%之恢復比的導電顆粒不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
比較例3
除了使用具有一自4000牛頓/平方毫米之30% K值及60%之恢復比的導電顆粒不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
比較例4
除了以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，添加10重量%雙酚F環氧樹脂(YDF170,Kukdo Chemical Co.,Ltd.,Tg：110℃)以取代該含二環戊二烯環之環氧樹脂不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
比較例5
除了以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，添加10重量%雙酚F環氧樹脂以取代該含多環狀芳香族之環氧樹脂，並添加20重量%該含二環戊二烯環之環氧樹脂不同外，以如實例1之相同方法製成一各向異性導電膜。
實驗例1：初及可靠性連接電阻
為了測定實例1至3及比較例1至5之各該向異性導電膜的初及可靠性連接電阻，於室溫(25℃)下靜置各該向異性導電膜，費時1小時，且藉使該各向異性導電膜連接至藉形成一圖案所製成的COF(Samsung Electronics Co.,Ltd.)而製成各該向異性導電膜之10件試樣，其允許在70℃之測定溫度、1兆帕及1秒的預備壓縮黏合條件、以及200℃、70兆帕及5秒的主要壓縮黏合條件下，在一經1000埃厚度之ITO層塗覆的0.5t無圖案玻璃板上進行4探針測定。然後使用4探針方法在各該試樣上測定初連接電阻(根據ASTM F43-64T)，並計算一平均值。
於85℃及85% RH靜置這10件試樣，費時500小時以用於進行在高溫/高濕度條件下之可靠性測試後，在各該試樣上測定可靠性連接電阻(根據ASTM D117)，且計算一平均值。
實驗例2：初及可靠性發現現象
為了測定實例1至3及比較例1至5之各該向異性導電膜的初及可靠性膜泡面積，於室溫(25℃)下靜置各該向異性導電膜，費時1小時，且藉使該各向異性導電膜連接至藉形成一圖案所製成的COF(Samsung Electronics Co.,Ltd.)而製成各該向異性導電膜之10件試樣，其允許在70℃之測定溫度、1兆帕及1秒的預備壓縮黏合條件、以及200℃、70兆帕及5秒的主要壓縮黏合條件下，在一經1000埃厚之ITO層塗覆的0.5t無圖案玻璃板上進行4探針測定。然後，使用一光學顯微鏡對各該10件試樣之10點照相後，使用一影像 分析器測定於各點的膜泡面積，且計算一平均值。
於85℃及85% RH下，靜置這10件試樣500小時以便進行在高溫/高濕度下之可靠性測試後，以如上述之相同方法測定該膜泡面積且計算一平均值。
實驗例1及2之結果係示於表3內。
(其中有關於該項目“可靠性測試後”之亞項目“發泡現象”代表該膜泡面積的評估類別，且該等評估類別如下：○：0至20%之膜泡面積，△：大於20及50%或較小之膜泡面積；而×：大於50及100%或較小之膜泡面積)
如表3內所示，在可靠性測試後，實例1至3之該等各向異性導電膜(其包括該含多環狀芳香族環之環氧樹脂、該含二環戊二烯環之環氧樹脂、及該等具有一自1000至3000牛頓/平方毫米之30% K值的導電顆粒)顯示優異的連接電阻及發泡現象(見圖2)。
反之，如比較例1及2所述，當該等各向異性導電膜之導電顆粒具有一不符合1000至3000牛頓/平方毫米之範圍內的30% K值時，儘管膜泡面積為20%或更小，在可靠性測試後，該等包括該含多環狀芳香族環之環氧樹脂及該 含二環戊二烯環之環氧樹脂的各向異性導電膜具有一超過4歐姆之連接電阻。此外，已確認在可靠性測試後，該包括具有一大於3000牛頓/平方毫米之30% K值(如同比較例3)之該等導電顆粒的各向異性導電膜所得到的連接電阻及發泡現象不佳(見圖3)。
而且，已確認比較例4之該各向異性導電膜(其中係使用該具有110℃之玻璃轉化溫度的雙酚F環氧樹脂以取代該含二環戊二烯環之環氧樹脂)、以及比較例5之該各向異性導電膜(其中係使用該具有110℃之玻璃轉化溫度的雙酚F環氧樹脂以取代該含多環狀芳香族環之環氧樹脂)並不能提供優異的連接電阻及發泡現象之效能，儘管這些膜之導電顆粒分別具有一在1000至3000牛頓/平方毫米之範圍內的30% K值、及一在50至70%之範圍內的恢復比(見圖3)。
因此，可確認當一各向異性導電組成物包括兩具有不同的玻璃轉化溫度之環氧樹脂以及具有一可符合如實例1至3所述的範圍之30% K值的導電顆粒時，該各向異性導電組成物可顯示安定的連接電阻且使發泡現象減至最低，因此可用以形成一兼適用於LCD及OLED顯示器的各向異性導電膜。
雖然本發明業經參考一些實施例以及附圖加以說明，但是應瞭解上述實施例僅用於闡明且無論如何不被視為對本發明之限制。因此，本發明之範圍及精神應該僅藉附加申請專利範圍及其等之同等物而定義。

Claims (22)

  1. 一種各向異性導電膜，其包含：一含多環狀芳香族環之環氧樹脂；一含二環戊二烯環之環氧樹脂；及導電顆粒，其中該等導電顆粒具有一如藉以下方程式I而代表之自1000至3000牛頓/平方毫米的30% K值 其中F為以30%壓縮變形表示之負載(N)，S為以30%壓縮變形表示之壓縮位移(毫米)，而R為顆粒之一半徑(毫米)。
  2. 如請求項1之各向異性導電膜，其中以該含二環戊二烯環之環氧樹脂的100重量份數計，該含多環狀芳香族環之環氧樹脂係以100至500重量份數的數量存在。
  3. 如請求項1之各向異性導電膜，其中該含二環戊二烯環之環氧樹脂具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度，且該含多環狀芳香族環之環氧樹脂具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度。
  4. 如請求項1之各向異性導電膜，其進一步包含：一黏合劑樹脂、一固化劑、及無機顆粒。
  5. 如請求項4之各向異性導電膜，以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，其包含： 5至40重量%該含多環狀芳香族環之環氧樹脂；0.1至30重量%該含二環戊二烯環之環氧樹脂；5至35重量%該黏合劑樹脂；5至50重量%該固化劑；0.1至20重量%該等無機顆粒；及5至30重量%該等導電顆粒。
  6. 一種各向異性導電膜，其包含：一具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；一具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；及導電顆粒，其中該等導電顆粒具有一如藉以下方程式I而代表之自1000至3000牛頓/平方毫米的30% K值 其中F為以30%壓縮變形表示之負載(N)，S為以30%壓縮變形表示之壓縮位移(毫米)，而R為顆粒之一半徑(毫米)。
  7. 如請求項6之各向異性導電膜，其中以該具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度之環氧樹脂的100重量份數計，該具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂係以100至500重量份數的數量存在。
  8. 如請求項6之各向異性導電膜，其中該具有一自130至 200℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂為一含二環戊二烯環之環氧樹脂，而該具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂為一含多環狀芳香族環之環氧樹脂。
  9. 如請求項6之各向異性導電膜，其進一步包含：一黏合劑樹脂、一固化劑、及無機顆粒。
  10. 如請求項9之各向異性導電膜，以該各向異性導電膜之總重(固體含量)計，其包含：0.1至30重量%該具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；5至40重量%該具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度的環氧樹脂；5至35重量%該黏合劑樹脂；5至50重量%該固化劑；0.1至20重量%該等無機顆粒；及5至30重量%該等導電顆粒。
  11. 如請求項1至10中任一項之各向異性導電膜，其中該各向異性導電膜具有一如藉以下方程式III而代表之100%或較小之連接電阻的增加比：[方程式III]連接電阻之增加比(%)=[(R1-R0)/R0]×100，其中R0為連接電阻，其係如於60至80℃在1至3兆帕的負載下進行預備壓縮黏合，費時0.5至2秒，以及於190至210℃在50至80兆帕的負載下進行主要壓縮黏合，費時5至10秒後所測得；而R1為連接電阻，其係如在上述 條件下進行預備及主要壓縮黏合，繼而於85℃及85% RH下貯存500小時後所測得。
  12. 如請求項11之各向異性導電膜，其中如在與R0之測定法相同的條件下進行該預備及主要壓縮黏合步驟，繼而於85℃及85% RH下貯存，費時500小時後所測得，該各向異性導電膜在一介於電極間之空間內具有20%或較小的膜泡面積。
  13. 一種各向異性導電膜，其在一介於電極間之空間內具有20%或較小的膜泡面積，其係如在與R0之以下測定法相同的條件下進行預備及主要壓縮黏合步驟，繼而於85℃及85% RH下貯存，費時500小時後所測得；且具有一如藉以下方程式III而代表之100%或較小之連接電阻的增加比：[方程式III]連接電阻之增加比(%)=[(R1-R0)/R0]×100，其中R0為連接電阻，其係如於60至80℃在1至3兆帕的負載下進行預備壓縮黏合，費時0.5至2秒，以及於190至210℃在50至80兆帕的負載下進行主要壓縮黏合，費時5至10秒後所測得；而R1為連接電阻，其係如在上述條件下進行預備及主要壓縮黏合，繼而於85℃及85% RH下貯存500小時後所測得。
  14. 如請求項12或13之各向異性導電膜，其中R1為4歐姆或較小。
  15. 如請求項13之各向異性導電膜，以該各向異性導電膜之 總重(固體含量)計，其包含：5至40重量%之一含多環狀芳香族環的環氧樹脂；0.1至30重量%之一含二環戊二烯環的環氧樹脂；5至35重量%之一黏合劑樹脂；5至50重量%之一固化劑；0.1至20重量%之無機顆粒；及5至30重量%之導電顆粒。
  16. 如請求項13之各向異性導電膜，其中該等導電顆粒具有一如藉以下方程式I而代表之自1000至3000牛頓/平方毫米的30% K值： 其中F為以30%壓縮變形的負載(N)，S為以30%壓縮變形的壓縮位移(毫米)，且R為顆粒的半徑(毫米)。
  17. 如請求項13之各向異性導電膜，其中該含二環戊二烯環之環氧樹脂具有一自130至200℃之玻璃轉化溫度，且該含多環狀芳香族環之環氧樹脂具有一自200至300℃之玻璃轉化溫度。
  18. 如請求項1至11項之各向異性導電膜，其中該各向異性導電膜具有一如藉以下方程式II而代表之50至70%的恢復比：[方程式II]恢復比(%)=[D2/(D1+D2)]×100，其中D1為一加壓位移，而D2為一恢復位移。
  19. 如請求項1至17中任一項之各向異性導電膜，其中該各向異性導電膜係用於玻璃覆晶(COG)安裝法。
  20. 一種液晶顯示器(LCD)，其包含：一驅動器電路；一液晶顯示器(LCD)面板；及該如請求項1至17中任一項之各向異性導電膜。
  21. 一種有機發光二極體(OLED)顯示器，其包含：一驅動器電路；一有機發光二極體(OLED)面板；及該如請求項1至17中任一項之各向異性導電膜。
  22. 一種藉該如請求項1至17中任一項之各向異性導電膜而連接的半導體元件。
TW103121597A 2013-06-25 2014-06-23 Anisotropic conductive film, image display including the same, and semiconductor device including the same TWI560057B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130073276 2013-06-25
KR1020140074344A KR101676527B1 (ko) 2013-06-25 2014-06-18 이방성 도전 필름, 이를 포함하는 영상 표시 장치 및 반도체 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201504054A true TW201504054A (zh) 2015-02-01
TWI560057B TWI560057B (en) 2016-12-01

Family

ID=52475328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103121597A TWI560057B (en) 2013-06-25 2014-06-23 Anisotropic conductive film, image display including the same, and semiconductor device including the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101676527B1 (zh)
TW (1) TWI560057B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4238124B2 (ja) * 2003-01-07 2009-03-11 積水化学工業株式会社 硬化性樹脂組成物、接着性エポキシ樹脂ペースト、接着性エポキシ樹脂シート、導電接続ペースト、導電接続シート及び電子部品接合体
KR20090115520A (ko) 2008-05-02 2009-11-05 엘에스엠트론 주식회사 탄성 회복 특성이 조절된 이방도전필름 및 이를 이용한회로접속구조체
KR101362868B1 (ko) * 2010-12-29 2014-02-14 제일모직주식회사 이중층 이방성 도전성 필름
WO2012102199A1 (ja) 2011-01-25 2012-08-02 株式会社日本触媒 導電性微粒子、樹脂粒子及びそれを用いた異方性導電材料

Also Published As

Publication number Publication date
KR101676527B1 (ko) 2016-11-16
TWI560057B (en) 2016-12-01
KR20150001634A (ko) 2015-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI556266B (zh) 各向異性導電膜和使用其的半導體裝置
CN103178033B (zh) 由包括导电微球的各向异性导电膜连接的半导体装置
US9540549B2 (en) Anisotropic conductive film and semiconductor device bonded by the same
KR101362868B1 (ko) 이중층 이방성 도전성 필름
TWI485218B (zh) 各向異性導電膜及半導體裝置
US8766443B2 (en) Anisotropic conductive film composition, anisotropic conductive film, and semiconductor device bonded by the same
US20200332156A1 (en) Anisotropic conductive film, display device including same and/or semiconductor device including same
KR101628440B1 (ko) 이방성 도전 필름 및 이를 이용한 반도체 장치
TWI580757B (zh) 各向異性導電膜和由其連接的半導體裝置
TW200842173A (en) Adhesive film, and connection structure and connecting method for circuit member
KR101955749B1 (ko) 이방 도전성 필름용 조성물, 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치
TW201504054A (zh) 各向異性導電膜、包括該各向異性導電膜之影像顯示器、及包括該各向異性導電膜之半導體裝置
KR101893248B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 접속 구조체
KR101000798B1 (ko) 이방성 도전성 필름 접착제 및 이를 이용하여 제조한 평판디스플레이
KR101731677B1 (ko) 이방 도전성 필름용 조성물, 이방 도전성 필름 및 반도체 장치
KR101991992B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 접속 구조체
CN104250525B (zh) 各向异性导电膜、图像显示器及半导体装置
KR101845129B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치
KR101908177B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 전자 장치
US10504866B2 (en) Semiconductor device connected by anisotropic conductive film
KR20190081984A (ko) 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및／또는 이를 포함하는 반도체 장치