TW201634639A - 連接方法、及其接合體 - Google Patents

Abstract

一種連接方法，係為將第一電路元件的端子與第二電路元件的端子各向異性導電連接之連接方法，包含：第一配置製程，於該第一電路元件的端子上，配置各向異性導電薄膜；第二配置製程，於該各向異性導電薄膜上，配置該第二電路元件，使該第二電路元件的端子與該各向異性導電薄膜接觸；暫時固定製程，以人體皮膚的溫度來加壓該第二電路元件；加熱加壓製程，藉由加熱加壓元件加熱及加壓該第二電路元件；其中，該各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂。

Description

連接方法、及其接合體

本發明係關於一種連接方法、及其接合體。

一直以來，就電子組件與基板連接的手段而言，係使用將分散有導電性粒子的熱硬化性樹脂塗佈於剝離薄膜的帶狀連接材料(例如，各向異性導電薄膜(ACF,Anisotropic Conductive Film))。

舉例來說，此各向異性導電薄膜以「將可撓性印刷基板(FPC,Flexible Printed Circuit)或積體電路(IC,Integrated Circuit)晶片的端子，與形成於液晶面板(LCD,Liquid Crystal Display)之玻璃基板上的電極連接」的情況開始，使用於將各種端子彼此之間接著並電性連接的情況。

如此一來，使用各向異性導電薄膜將電路元件彼此之間各向異性導電連接時，通常採用以下方法。在其中一個電路元件上載置各向異性導電薄膜後，將另一個電路元件配置於適當的位置，並進行暫時固定。其後，將該另一個電路元件加熱及加壓並進行正式壓接。

一旦沒有進行暫時固定，則於正式壓接前，或者於正式壓接時，因為該其中一個電路元件與該另一個電路元件的配置錯位，而有無法適當地各向異性導電連接之情況。同時，一旦沒有進行暫時固定，於正式壓接前，或者於正式壓接時，也有該另一個電路元件自該其中一個電路元件偏離之情形發生。結果造成了生產效率或產率下降。

因此，為使暫時固定能夠確實地進行，有人提出一種暫時固定技術，係使用熱可塑性黏著劑將其中一個電路元件與另一個電路元件暫時固定(例如，參照專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

【專利文獻1】日本特開第2011-199138號公報

通常，暫時固定係使用加熱至給定溫度之加熱加壓元件來進行。然而，該暫時固定之加熱條件與正式固定之加熱條件並不相同，該暫時固定之加熱條件係以低於該正式固定之加熱條件而進行。因此，於該暫時固定中無法使用用於該正式固定之加熱加壓元件，故需要與該正式固定時不同之加熱加壓元件。

同時，於前述專利文獻1之技術中，雖然暫時固定時不需要加熱，但因為使用了沒有對各向異性導電連接產生貢獻之熱可塑性黏著劑，故增加了使用之材料，也增加了塗佈該熱可塑性黏著劑之製程，更有甚者，需要用於塗佈該熱可塑性黏著劑之設備。

雖然只要減少使用各向異性導電薄膜進行各向異性導電連接各個電路元件時所需的設備或製程即可提升生產效率，但現狀是，只要著重於暫時固定，就無法達成設備的削減或製程的削減。

本發明係以解決習知的前述多個問題來達成以下目的，以作為課題。意即，本發明之目的係提供一種連接方法及其接合體，即使沒有用 於暫時固定之特別設備與製程，且以人體皮膚的溫度進行暫時固定之情況下，亦能充分地進行暫時固定。

作為解決前述課題的手段而言，如以下所述。意即，

<1>一種連接方法，係為將第一電路元件的端子與第二電路元件的端子各向異性導電連接之連接方法，包含：第一配置製程，於該第一電路元件的端子上，配置各向異性導電薄膜；第二配置製程，於該各向異性導電薄膜上，配置該第二電路元件，使該第二電路元件的端子與該各向異性導電薄膜接觸；暫時固定製程，以人體皮膚的溫度來加壓該第二電路元件；加熱加壓製程，藉由加熱加壓元件加熱及加壓該第二電路元件；其中，該各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂。

<2>如該<1>所述之連接方法，其中，黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂係雙環戊二烯型環氧樹脂。

<3>如該<2>所述之連接方法，其中，該雙環戊二烯型環氧樹脂係雙環戊二烯甲醇二縮水甘油醚。

<4>一種接合體，係由該<1>~<3>中任一者所載之連接方法而得。

根據本發明，能解決習知的前述多個問題，達成前述目的，能提供一種連接方法及其接合體，即使沒有用於暫時固定之特別設備與製程，且以人體皮膚的溫度進行暫時固定之情況下，亦能充分地進行暫時固定。

1‧‧‧第一電路元件

2‧‧‧各向異性導電薄膜

3‧‧‧第二電路元件

[圖1]係為顯示實施例中暫時固定力與剝離強度的測定方法之說明圖。

(連接方法及其接合體)

本發明的連接方法至少包含第一配置製程、第二配置製程、暫時固定製程及加熱加壓製程，更因應必要，含有其他的製程。

該連接方法係為將第一電路元件的端子與第二電路元件的端子各向異性導電連接之方法。

本發明之接合體，係由本發明之連接方法而得。

本發明者們針對使用各向異性導電薄膜進行各向異性導電連接各個電路元件時，需要著重於第一電路元件與第二電路元件間之暫時固定，進而無法達成設備的削減或製程的削減，而使生產效率無法提升之課題進行檢討。再者，本發明者們亦認識到雖然以人體皮膚的溫度而在不需要加熱設備之情況下嘗試進行暫時固定，但此時暫時固定會變得不充分(暫時固定之剝離強度不足)。因此，更進一步進行檢討後，發現了一種連接方法，其係藉由讓用於該各向異性導電連接之各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂，即使以人體皮膚的溫度進行暫時固定，也能得到充分地剝離強度，進而完成了本發明。

該暫時固定係不同於藉由加熱及加壓而使各向異性導電薄膜加熱硬化，進而使該各向異性導電薄膜中導電性粒子粉碎，並進行各向異性導電連接之正式固定(於本發明為加熱加壓製程)。於接合體之製造(連接 方法)中，該暫時固定係於該正式固定前進行，以防止該第一電路元件與該第二電路元件的位置錯位。

<第一電路元件與第二電路元件>

就該第一電路元件與該第二電路元件而言，只要是具有端子，且係作為使用該各向異性導電薄膜之各向異性導電連接的對象之電路元件，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如具有端子的玻璃基板、具有端子的塑膠基板、積體電路(IC,Intergrated Circuit)、捲帶式自動接合(TAB,Tape Automated Bonding)膠帶、軟板玻璃接合(FOG,Flex-on-Glass)、晶片玻璃接合(COG,Chip-on-Glass)、晶片軟膜接合(COF,Chip-on-Film)、軟硬板接合(FOB,Flex on Board)、軟板互相接合(FOF,Flex on Flex)、液晶面板等。

就該具有端子的玻璃基板而言，例如：銦錫氧化物(ITO,Indium TinOxide)玻璃基板、銦鋅氧化物(IZO,Indium Zinc Oxide)玻璃基板、其他玻璃圖案基板等。此等當中，較佳為ITO玻璃基板、IZO玻璃基板。

就具有該端子的塑膠基板之材質、構造而言，並未特別限制，可因應目的適當選擇，例如具有端子之剛性基板、具有端子之可撓性基板等。

就該IC而言，舉例來說，例如用於平板顯示器(FPD,Flat panel display)中控制液晶畫面之IC芯片。

就該第一電路元件與該第二電路元件的形狀、大小而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

該第一電路元件與該第二電路元件係為相同的電路元件，也可為不同的電路元件。

<第一配置製程>

就該第一配置製程而言，只要是於該第一電路元件的端子上，配置各向異性導電薄膜之製程，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

<<各向異性導電薄膜>>

該各向異性導電薄膜係至少含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂，且更佳係含有膜形成樹脂、其他的環氧樹脂、硬化劑、導電性粒子，更因應必要含有其他的成分。

液狀環氧樹脂的黏度如果未滿15mPa‧s、或超過150mPa‧s，則會使暫時固定力變得不充分。

-液狀環氧樹脂-

就該液狀環氧樹脂而言，只要是黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為雙環戊二烯型環氧樹脂(Dicyclopentadiene type epoxy resin)，更佳為雙環戊二烯甲醇二縮水甘油醚(Dicyclopentadiene methanol diglycidyl ether)。同時，雙環戊二烯的結構具有剛性與大的立體障礙。因此，即使雙環戊二烯的交聯密度小，也能發現到高的玻璃轉移溫度(Tg)。

該液狀環氧樹脂較佳係具有兩個以上環氧基，更佳為具有兩個環氧基。於該液狀環氧樹脂中，如果只具有一個環氧基，則有因為揮發性高，而變得無法進行各向異性導電穩定地連接之情況。

該雙環戊二烯型環氧樹脂亦可使用市售品。就該市售品而言，舉例來說，例如EP4088S(ADEKA公司製造之雙環戊二烯甲醇二縮水甘油醚)。

本發明中，該液狀環氧樹脂的黏度係由以下的條件測定。

將填充有約70g液狀環氧樹脂之玻璃容器(開口尺寸：φ 34mm、底徑：φ 45mm、高度：80mm)浸入恆溫水槽(Yuniesu，型號：UA-1100，東京理化儀器公司製)中，並形成35℃的環境後，使用黏度計(型號：TVB-10H，東機產業公司製)測定黏度。再者，黏度測定時使用種類為No.5之轉子，轉速設 定為50rpm。

就該各向異性導電膜中黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為1.0質量%~20.0質量%，更佳為3.0質量%~15.0質量%，特佳為3.0質量%~11.0質量%。一旦該含有量於特佳的範圍內，則以讓得到之接合體的玻璃強度更優異的觀點來看，此係有利的。

-膜形成樹脂-

就該膜形成樹脂而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如苯氧基樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丁二烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚烯烴樹脂等。該膜形成樹脂可單獨使用一種，也可併用兩種以上。此等當中，從製膜性、加工性、連接可靠性的觀點來看，較佳為苯氧基樹脂。

就該苯氧基樹脂而言，舉例來說，例如藉由雙酚A及環氧氯丙烷所合成的樹脂等。

該苯氧基樹脂可使用適當合成的物，也可使用市售品。

就該各向異性導電膜中膜形成樹脂的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為5質量%~40質量，更佳為10質量%~30質量%，特佳為15質量%~25質量%。

-其他的環氧樹脂-

就該其他的環氧樹脂而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如萘型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、此等的改質環氧樹脂、脂環族環氧樹脂等。該其他的環氧樹脂可單獨使用一種，也可併用兩種以上。此等當中，因為萘型環氧樹脂的硬化速度快，以能夠於短時間內連接之觀點來看，因而較佳。

就該各向異性導電膜中其他的環氧樹脂的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為10質量%~40質量，更佳為20質量%~30質量%。

-硬化劑-

就該硬化劑而言，只要是能使環氧樹脂硬化的硬化劑，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如咪唑類、陰離子系硬化劑、陽離子系硬化劑等。

就該陰離子系硬化劑而言，舉例來說，例如有機胺類等。

就該陽離子系硬化劑而言，舉例來說，例如鋶鹽，鎓鹽，鋁螯合劑等。

就該各向異性導電膜中硬化劑的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為20質量%~50質量，更佳為30質量%~40質量%。

-導電性粒子-

就該導電性粒子而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如金屬粒子、金屬被覆樹脂粒子等。

就該金屬粒子而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如鎳、鈷、銀、銅、金、鈀、錫等。此等當中，可單獨使用一種，也可併用兩種以上。

此等當中，較佳為鎳、銀、銅。這些的金屬粒子在防止表面氧化的目的下，亦可於其表面施加金、鈀。再者，亦可使用於金屬粒子表面施以金屬突出物或有機物之絕緣皮膜的物體。

就該金屬被覆樹脂粒子而言，只要是將樹脂粒子的表面以金屬被覆的粒子，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如將樹 脂粒子的表面以至少包含鎳、銀、錫、銅、金及鈀之任一金屬被覆的粒子等。再者，亦可使用於金屬粒子表面施以金屬突出物或有機物之絕緣皮膜的物體。就考慮低電阻連接的情形下，樹脂粒子的表面以銀被覆的粒子為較佳。

就對於該樹脂粒子被覆金屬的方法而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如無電解電鍍法、濺鍍法等。

就該樹脂粒子的材質而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如苯乙烯-二乙烯苯共聚合體、苯并胍胺樹脂、交聯聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-二氧化矽複合樹脂等。

該導電性粒子係具有各向異性導電連接時的導電性。例如，即使係於金屬粒子的表面施以絕緣皮膜的粒子，只要能於各向異性導電連接時使該粒子變形、使該金屬粒子露出，即為該導電性粒子。

就該導電性粒子的平均粒徑而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為1μm~50μm，更佳為2μm~30μm，特佳為3μm~15μm。

該平均粒徑係測定任意十個導電性粒子之粒徑平均值。

該粒徑，例如可藉由觀察掃描式電子顯微鏡而測定。

就該各向異性導電膜中導電性粒子的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為0.5質量%~10質量%，更佳為1質量%~3質量%。

-其他成分-

就該其他成分而言，舉例來說，例如彈性體。

--彈性體--

就該彈性體而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說， 例如聚氨酯樹脂(聚氨酯系彈性體)、丙烯酸橡膠、矽橡膠、丁二烯橡膠等。

就該各向異性導電膜中彈性體的含有量而言，雖並未特別限制，能因應目的適當選擇，但較佳為1質量%~15質量%，更佳為3質量%~10質量%。

就該各向異性導電膜的平均厚度而言，並未特別限制，雖能因應目的適當選擇，但較佳為2μm~60μm，更佳為5μm~45μm，特佳為15μm~35μm。

<第二配置製程>

就該第二配置製程而言，只要是於該各向異性導電薄膜上，配置該第二電路元件，且使該第二電路元件的端子與該各向異性導電薄膜接觸之製程，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

<暫時固定製程>

只要是以人體皮膚的溫度來加壓該第二電路元件之製程，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

該人體皮膚的溫度係例如35℃~37℃。

於該暫時固定製程中，可以人體皮膚的溫度之加壓元件將該第二電路元件進行加壓。再者，作業人員亦可使用其手指將該第二電路元件進行加壓。

就該加壓元件而言，只要能加壓該第二電路元件，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

就該暫時固定製程中加壓之壓力而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

就該暫時固定製程中加壓之時間而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇。

於暫時固定製程中，藉由讓各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂，即使以人體皮膚的溫度進行加壓，亦因為能夠防止該第一電路元件與第二電路元件的位置錯位，而能得到充分地暫時固定力(剝離強度)。

<加熱加壓製程>

就該加熱加壓製程而言，只要是藉由加熱加壓元件加熱及加壓該第二電路元件的製程，並未特別限制，能因應目的適當選擇，例如可藉由加熱加壓元件加熱及加壓等。

就該加熱加壓元件而言，舉例來說，例如具有加熱機構的加壓元件等。就具有該加熱機構的加壓元件而言，舉例來說，例如加熱工具等。

就該加熱的溫度而言，並未特別限制，雖能因應目的適當選擇，但較佳為150℃~200℃。

就該加壓的壓力而言，並未特別限制，雖能因應目的適當選擇，但較佳為0.1MPa~8MPa。

就該加熱及加壓的時間而言，並未特別限制，能因應目的適當選擇，舉例來說，例如1秒~120秒等。

【實施例】

以下，雖然說明本發明的實施例，但本發明並未被這些的實施例中任一者所限定。

(實施例1)

<各向異性導電薄膜的製作>

依照以下的組成比例均一地混合，以製作混合物。

-組成比例-

苯氧基樹脂(商品名：YP50，新日鐵住金化學公司製)30質量份

萘型環氧樹脂(商品名：HP4032D，DIC公司製)35質量份

雙環戊二烯型環氧樹脂(商品名：EP4088S，ADEKA公司製)10質量份

彈性體(商品名：Teisan樹脂SG-80H，長瀨化學技術公司製)10質量份

硬化劑(商品名：NOVACURE 3941HP，旭化成電子材料公司製)55質量份

導電性粒子(商品名：Bright，日本化學工業公司製，平均粒徑10μm)3質量份

將得到之混合物以棒塗佈機塗佈於矽膠處理後之聚對苯二甲酸乙二酯(PET,polyethylene terephthalate)上，且乾燥後該混合物之平均厚度為35μm，並以70℃、5分鐘的條件乾燥，製作各向異性導電薄膜(ACF)。

<接合層的製造>

使用以下方法製造接合層。

作為第二電路元件，使用可撓性基板(迪睿合股份有限公司製評價用基材，間距0.2mm(Line/Space=0.1mm/0.1mm)，Cu12μ mt(厚度)-鎳/金鍍覆處理，25μm(厚度)聚醯亞胺(PI,Polyimide))。

作為第一電路元件，使用印刷電路板(迪睿合股份有限公司製評價用基材，間距0.2mm(Line/Space=0.1mm/0.1mm)，Cu35μ mt(厚度)-鎳/金鍍覆處理，基材厚度1.0mm)。

於該第一電路元件上配置裁切為2.0mm寬之各向異性導電薄膜。接著，於該各向異性導電薄膜上將該第二電路元件進行暫時固定。該暫時固定係使用加壓元件將該第二電路元件按壓2秒來進行。再者，將暫時固定時之溫 度設定成該各向異性導電薄膜為人體肌膚的溫度(35℃)之條件。接著，透過緩衝材(矽橡膠，厚度0.2mm)，且藉由加熱工具(寬度2.0mm)將該第二電路元件以190℃、2MPa之條件加熱及加壓10秒鐘(正式固定)。藉此得到接合體。

<評價>

針對製作之接合體進行以下評價。將結果顯示於表1。

<<暫時固定力>>

於暫時固定結束後且正式固定前，測定第一電路元件與第二電路元件的暫時固定力。具體而言，使用剝離試驗機(A&D股份有限公司製)，以剝離速度50mm/分鐘之條件，如圖1所示般，進行90度剝離試驗(JIS K6854-1)，並求得剝離強度，再將剝離強度作為暫時固定力。根據測定結果，以下述評價基準進行評價。將結果顯示於表1。再者，於圖1中，元件符號1代表第一電路元件、元件符號2代表各向異性導電薄膜、元件符號3代表第二電路元件。第二電路元件藉由剝離試驗機朝箭頭的方向被拉伸。

〔評價基準〕

○：1.5N/cm以上

△：0.5N/cm以上但未滿1.5N/cm

×：未滿0.5N/cm

一旦剝離強度未滿1.5N/cm，將暫時固定之物品移動時，因為作業人員的疏忽而造成第一電路元件與第二電路元件產生偏離的可能性變高。

<<剝離強度>>

將製作之接合體如圖1所示般，使用剝離試驗機(A&D股份有限公司製)，以剝離速度50mm/分鐘之條件，進行90度剝離試驗(JIS K6854-1)，將剝離強度作為黏著強度來測定。根據測定結果，以下述評價基準進行評價。將結果顯示於表1。

〔評價基準〕

○：10N/cm以上

△：4N/cm以上但未滿10N/cm

×：未滿4N/cm

<<綜合判斷>>

使用以下的評價基準進行綜合判斷。將結果顯示於表1。

〔評價基準〕

○：暫時固定力與剝離強度皆為「○」

△：暫時固定力為「○」但剝離強度為「△」

×：暫時固定力為「△或×」，或者，雖然暫時固定力為「○」但剝離 強度為「×」

(實施例1~4、比較例1及2)

<各向異性導電薄膜的製作>

除了將實施例1的組成變更為如表1所示的以外，與實施例1相同地，得到各向異性導電薄膜。進而得到接合體。

(比較例1)

與實施例1相同地進行評價。將結果顯示於表1。

[表1]

苯氧基樹脂：商品名：YP-50新日鐵住金化學股份有限公司製

環氧樹脂No.1：萘型環氧樹脂，HP4032D，DIC公司製，黏度：4,500mPa‧s

環氧樹脂No.2：雙環戊二烯型環氧樹脂，EP4088S，ADEKA公司製，黏度：140mPa‧s

環氧樹脂No.3：雙酚A型環氧樹脂，YL980，三菱化學公司製，黏度：3,700mPa‧s

環氧樹脂No.4：雙酚F型環氧樹脂，YL983U，三菱化學公司製，黏度：1,240mPa‧s

彈性體：Teisan樹脂SG-80H，長瀨化學技術公司製

硬化劑：NOVACURE 3941HP，旭化成電子材料公司製

導電性粒子：Bright，日本化學工業公司製，平均粒徑10μm

實施例1~4中，因為各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂，即使以人體皮膚的溫度進行暫時固定，也能得到充分地暫時固定力。實施例1~3中，剝離強度亦優異。

比較例1與比較例2中，雖然各向異性導電薄膜含有液狀環氧樹脂，但因為該液狀環氧樹脂的黏度不在15mPa‧s~150mPa‧s之範圍，故以人體皮膚的溫度進行暫時固定時，無法得到充分地暫時固定力。

再者，於各向異性導電薄膜未含有液狀環氧樹脂之情況，與比較例1的結果相同。

1‧‧‧第一電路元件

2‧‧‧各向異性導電薄膜

3‧‧‧第二電路元件

Claims (4)

1. 一種連接方法，係為將第一電路元件的端子與第二電路元件的端子各向異性導電連接之連接方法，包含：第一配置製程，於該第一電路元件的端子上，配置各向異性導電薄膜；第二配置製程，於該各向異性導電薄膜上，配置該第二電路元件，使該第二電路元件的端子與該各向異性導電薄膜接觸；暫時固定製程，以人體皮膚的溫度來加壓該第二電路元件；加熱加壓製程，藉由加熱加壓元件加熱及加壓該第二電路元件；其中，該各向異性導電薄膜含有黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂。
2. 如請求項1所述之連接方法，其中，黏度為15mPa‧s~150mPa‧s之液狀環氧樹脂係雙環戊二烯型環氧樹脂。
3. 如請求項2所述之連接方法，其中，該雙環戊二烯型環氧樹脂係雙環戊二烯甲醇二縮水甘油醚。
4. 一種接合體，係由請求項1~3中任一項所載之連接方法而得。