TW201739327A - 連接結構體之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可增大部件之端子間隔之容許範圍並且進行低溫構裝之連接結構體之製造方法。本發明具有下述步驟:配置步驟,係介隔具有導電性粒子之熱硬化型異向性導電接著劑配置具備第1端子排之第1電子零件、及具備與第1端子排對向之第2端子排之第2電子零件;熱壓步驟,係對第1電子零件及第2電子零件進行熱壓,使導電性粒子夾持於第1端子排與第2端子排之間;及正式硬化步驟,係在第1端子排與第2端子排之間夾持有導電性粒子之狀態下照射紅外線雷射光而使異向性導電接著劑正式硬化。

Description

連接結構體之製造方法
本技術係關於一種將電子零件彼此電性連接之連接結構體之製造方法,尤其是關於使用紅外線雷射光之連接結構體之製造方法。本案以2016年3月25日於日本提出申請之日本專利申請案編號日本專利特願2016-061600為基礎而主張優先權,該申請案係以參照之形式引用至本案。
近年來,於使用異向性導電膜之異向性導電連接中,伴隨著電子零件之微間距化或薄型化,要求用以抑制翹曲、對準偏差等之低溫構裝。例如,於專利文獻1、2中,作為低溫構裝之方法,提出利用紅外線雷射光對異向性導電膜加熱使其熔融或軟化後使其硬化。
然而,於利用紅外線雷射光進行異向性導電膜之熔融及硬化之情形時,由於異向性導電膜之溫度急遽上升,故而部件之端子間隔之容許範圍較小,因部件之端子間隔等而需要設計黏合劑之黏度等。
專利文獻1:日本特開2006-253665號公報
專利文獻2:日本特開2013-220578號公報
本技術提供一種連接結構體之製造方法,其解決上述課題,可增大部件之端子間隔之容許範圍並且進行低溫構裝。
本技術之發明人進行了努力研究,結果發現藉由利用熱壓使導電性粒子夾持於端子排間並利用紅外線雷射使異向性導電接著劑正式硬化,能夠增大部件之端子間隔之容許範圍,並且能夠進行低溫構裝。
即,本技術之連接結構體之製造方法具有下述步驟:配置步驟,係介隔具有導電性粒子之熱硬化型異向性導電接著劑配置具備第1端子排的第1電子零件、及具備與上述第1端子排對向之第2端子排的第2電子零件;熱壓步驟,係對上述第1電子零件及上述第2電子零件熱壓,使導電粒子夾持於上述第1端子排與上述第2端子排之間;及正式硬化步驟,係在上述第1端子排與上述第2端子排之間夾持有導電性粒子之狀態下照射紅外線雷射光而使上述異向性導電接著劑正式硬化。
根據本技術,由於利用熱壓使導電性粒子夾持於端子排間之後,利用紅外線雷射使異向性導電接著劑正式硬化,故而可增大部件之端子間隔之容許範圍,並且可進行低溫構裝。
10‧‧‧第1電子零件
11‧‧‧第1端子排
20‧‧‧第2電子零件
21‧‧‧第2端子排
30‧‧‧異向性導電接著劑
31‧‧‧導電性粒子
40‧‧‧熱壓工具
100、110、120‧‧‧剛性基板
101、111、121‧‧‧第1端子排
200、210、220‧‧‧撓性基板
201、211、221‧‧‧第2端子排
300、310、320‧‧‧異向性導電膜
301、311、321‧‧‧導電性粒子
400‧‧‧熱壓工具
圖1係示意性地表示先前之利用熱壓接之構裝方法之剖面圖,圖1(A)表示將撓性基板暫時固定於異向性導電膜上之步驟,圖1(B)表示藉由熱使剛性基板與撓性基板正式壓接之步驟,圖1(C)表示正式壓接後之構裝體之狀態。
圖2係示意性地表示使用「先前之被設計成端子間隔較大之部件用的異向性導電膜」之構裝方法的剖面圖,圖2(A)表示端子間隔較大之部件之壓接狀態,圖2(B)表示端子間隔較小之部件之壓接狀態。
圖3係示意性地表示使用「先前之被設計成端子間隔較小之部件用之異向性導電膜」之構裝方法的剖面圖,圖3(A)表示端子間隔較小之部件之壓接狀態,圖3(B)表示端子間隔較大之部件之壓接狀態。
圖4係示意性地表示本實施形態之連接結構體之製造方法之剖面圖,圖4(A)表示配置步驟,圖4(B)表示熱壓步驟,圖4(C)表示正式硬化步驟。
以下,按照下述順序對本技術之實施形態進行詳細說明。
1.連接結構體之製造方法
2.實施例
<1.連接結構體之製造方法>
圖1係示意性地表示先前之利用熱壓接之構裝方法之剖面圖,圖1(A)表示將撓性基板暫時固定於異向性導電膜上之步驟,圖1(B)表示藉由熱使剛性基板與撓性基板正式壓接之步驟,圖1(C)表示正式壓接後之構裝 體之狀態。
如圖1(A)所示,將撓性基板200暫時固定於貼合於剛性基板100上之異向性導電膜300上,隨後如圖1(B)所示,藉由熱壓工具400對異向性導電膜300賦予熱而使其硬化。於藉由熱壓工具400使異向性導電膜300硬化之情形時,撓性基板200因藉由熱所導致之膨脹而延伸,又,如圖1(C)所示,散熱後,撓性基板200之收縮受到硬化之異向性導電膜300之妨礙,因此難以將剛性基板100之端子101與撓性基板200之端子201對準。尤其,端子間隔越小,又,壓接溫度越高溫,則對準越困難。
圖2係示意性地表示使用「先前之被設計成端子間隔較大之部件用之異向性導電膜」之構裝方法的剖面圖,圖2(A)表示端子間隔較大之部件之壓接狀態,圖2(B)表示端子間隔較小之部件之壓接狀態。又,圖3係示意性地表示使用「先前之被設計成端子間隔較小之部件用之異向性導電膜之構裝方法的剖面圖,圖3(A)表示端子間隔較小之部件之壓接狀態,圖3(B)表示端子間隔較大之部件之壓接狀態。
通常,於端子間隔較大之部件之情形時,將異向性導電膜310之黏度設計得較高。因此,於如圖2(A)所示般端子間隔較大之剛性基板110及撓性基板210之情形時,不會產生問題,但於如圖2(B)所示般端子間隔較小之剛性基板120及撓性基板220之情形時,由於異向性導電膜310之黏度較高,故而產生壓入不足。
又,通常,於端子間隔較小之部件之情形時,將異向性導電膜320之黏度設定得較低。因此,於如圖3(A)所示般端子間隔較小之剛性基板120及撓性基板220之情形時,不會產生問題,但於如圖3(B)所 示般端子間隔較大之剛性基板110及撓性基板210之情形時,由於異向性導電膜320之黏度較低,故而易於壓入,壓接結束時因過度之壓入所導致之反彈而產生部件間之剝離。該剝離係因導電性粒子之過度之壓縮所導致之反彈而產生,或者因過度之壓入所導致之端子間之樹脂填充量之不足而產生。
圖4係示意性地表示本實施形態之連接結構體之製造方法之剖面圖,圖4(A)表示配置步驟,圖4(B)表示熱壓步驟,圖4(C)表示正式硬化步驟。
本實施形態之連接結構體之製造方法具有下述步驟:配置步驟(S1),係介隔具有導電性粒子31之熱硬化型之異向性導電接著劑30而配置具備第1端子排的第1電子零件10、及具備與第1端子排11對向之第2端子排21的第2電子零件20;熱壓步驟(S2),係對第1電子零件10與第2電子零件20熱壓而使導電性粒子31夾持於第1端子排11與第2端子排21之間;及正式硬化步驟(S3),係在第1端子排11與第2端子排21之間夾持有導電性粒子31之狀態下照射紅外線雷射光而使異向性導電接著劑30正式硬化。
根據本實施形態,熱壓步驟(S2)為相對低溫,因此可抑制第2電子零件20之熱膨脹。又,於熱壓步驟(S2)中,藉由設定與異向性導電接著劑30之黏度相應之熱壓時間,可抑制壓入之過度或不足,又,可增大第1電子零件10及第2電子零件20之端子間隔之容許範圍。
又,異向性導電接著劑30較佳為含有具有40~100℃之玻璃轉移溫度(Tg)或軟化點之膜形成樹脂、聚合性化合物、具有100℃~150 ℃之反應起始溫度之聚合起始劑、及吸收紅外線雷射光而發熱之紅外線吸收劑,且最低熔融黏度為10000Pa.s以下。藉此,本實施形態之連接結構體之製造方法可獲得優異之導通電阻。
以下,對配置步驟(S1)、熱壓步驟(S2)、及正式硬化步驟(S3)進行說明。
[配置步驟(S1)]
於配置步驟(S1)中,介隔具有導電性粒子31之熱硬化型之異向性導電接著劑30而配置具備第1端子排11的第1電子零件10、及具備與第1端子排11對向之第2端子排21的第2電子零件20。
第1電子零件10及第2電子零件20並無特別限制,可根據目的適當選擇。作為第1電子零件10,例如可列舉:LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示器)面板、有機EL(OLED)等平板顯示器(FPD)用途、觸控面板用途等之透明基板、印刷配線板(PWB)等。印刷配線板之材質並無特別限定,例如可為FR-4基材等玻璃環氧樹脂,亦可使用熱塑性樹脂等塑膠、陶瓷等。又,透明基板只要為透明性較高者則並無特別限定,可列舉玻璃基板、塑膠基板等。又,作為第2電子零件20,例如可列舉:撓性基板(FPC:Flexible Printed Circuits,撓性印刷電路)、捲帶承載封裝(TCP:Tape Carrier Package)基板、IC(Integrated Circuit,積體電路)、將IC構裝至FPC之COF(Chip On Film,薄膜覆晶)等。
異向性導電接著劑30只要為熱硬化型即可,亦可併用熱硬化型及光硬化型。又,異向性導電接著劑30可為膜狀之異向性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)、或膏狀之異向性導電膏(ACP: Anisotropic conductive paste)中任一者。就使用之容易性而言,較佳為異向性導電膜,就成本之方面而言,較佳為異向性導電膏。又,異向性導電接著劑30之聚合型可為陽離子聚合型、陰離子聚合型、或自由基聚合型中任一者,又,只要無特別影響,則亦可併用。作為聚合型之併用例,可列舉陽離子聚合型與自由基聚合型之併用等。
以下,舉出自由基聚合型之異向性導電接著劑為例進行說明。自由基聚合型之異向性導電接著劑含有膜形成樹脂、自由基聚合性化合物、聚合起始劑、及導電性粒子。
膜形成樹脂例如相當於重量平均分子量為10000以上之高分子量樹脂,就膜形成性之觀點而言,較佳為10000~80000左右之重量平均分子量。作為膜形成樹脂,可列舉:苯氧基樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯(polyurethane)樹脂、聚酯胺酯(polyesterurethane)樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、丁醛樹脂等各種樹脂,該等可單獨使用,亦可將2種以上組合而使用。
膜形成樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)或軟化點較佳為40~100℃,更佳為50~90℃。藉此,於熱壓步驟(S2)中,即便以相對低溫進行熱壓,亦可獲得優異之流動性。作為能夠於市場獲得之具體例,可列舉三菱化學股份有限公司之商品名「JER-4004P」、新日鐵化學股份有限公司之商品名「YP-50」、「YP-70」等。再者,軟化點可藉由軟化點試驗(環球式)法(測定條件:依據JIS-2817)進行測定。
自由基聚合性化合物為分子內具有丙烯酸酯殘基或甲基丙烯酸酯殘基(以下稱為(甲基)丙烯酸酯殘基)之聚合性化合物,可自接 著劑等領域所使用之(甲基)丙烯酸酯單體中適當選擇而使用。再者,於本說明書中,所謂(甲基)丙烯酸酯意指包含丙烯酸酯(acrylate)及甲基丙烯酸酯(methacrylate)。
作為自由基聚合性化合物,可列舉:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺酯、磷酸酯型(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸異辛酯等。該等之中,就提高硬化物之凝聚力、提高導通可靠性、提高接著性等觀點而言,可較佳地使用作為2官能(甲基)丙烯酸酯之聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸胺酯、作為磷酸酯型丙烯酸酯之環氧乙烷改質磷酸二甲基丙烯酸酯。作為能夠於市場獲取之具體例,可列舉:新中村化學工業股份有限公司之商品名「A-200」、新中村化學工業股份有限公司之商品名「U-2PPA」、日本化藥股份有限公司之商品名「PM-2」等。
作為聚合起始劑,可列舉有機過氧化物、偶氮化合物等。作為有機過氧化物,可列舉:過氧化二醯基化合物、過氧酯化合物、過氧化氫化合物、過氧化二碳酸酯化合物、過氧縮酮化合物、過氧化二烷基化合物、及過氧化酮化合物等。該等之中,可較佳地使用過氧化二醯基化合物。
又,聚合起始劑之反應起始溫度較佳為熱壓步驟(S2)中之加壓時之溫度以上,更具體而言,較佳為100℃~150℃。此處,所謂反應起始溫度意指有機過氧化物之1分鐘半衰期溫度。作為能夠於市場獲取之具體例,可列舉日油股份有限公司之商品名「Peroyl L」、日油股份有限公司 之商品名「Nyper BW」等。
進而,作為其他成分,亦可視需要根據目的對黏合劑適當摻合丙烯酸橡膠、各種丙烯酸單體等稀釋用單體、填充劑、軟化劑、著色劑、難燃劑、搖變劑、矽烷偶合劑等。
作為導電性粒子31,可使用異向性導電膜中所使用之公知之導電性粒子。例如可列舉:鎳、鐵、銅、鋁、錫、鉛、鉻、鈷、銀、金等各種金屬或金屬合金之粒子、於金屬氧化物、碳、石墨、玻璃、陶瓷、塑膠等之粒子之表面塗佈金屬而成者、於該等粒子之表面進而塗佈絕緣薄膜而成者等。於為在樹脂粒子之表面塗佈金屬而成者之情形時,作為樹脂粒子,例如可使用環氧樹脂、酚系樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂、苯胍胺樹脂、二乙烯苯系樹脂、苯乙烯系樹脂等之粒子。
作為導電性粒子31之平均粒徑,通常為1~30μm,較佳為2~20μm,更佳為2.5~15μm。又,就連接可靠性及絕緣可靠性之觀點而言,黏合劑樹脂中之導電性粒子之平均粒子密度較佳為100~100000個/mm2,更佳為500~80000個/mm2
又,導電性粒子31可分散於絕緣性樹脂中,可於俯視膜時單個地獨立,又,亦可任意地配置而存在。於配置有導電性粒子之情形時,可根據異向性連接之電極之尺寸或佈局來設定個數密度或導電粒子間距離等。因此,於提高捕獲、抑制短路等方面具有效果,亦可預見到良率之提高等成本削減效果。
又,異向性導電接著劑30較佳為含有吸收紅外線雷射光而發熱之紅外線吸收劑。作為紅外線吸收劑,可使用將導電性粒子絕緣被覆 而成之絕緣被覆導電性粒子、碳黑、鈦黑、金屬氧化物等。其中,較佳為使用絕緣被覆導電性粒子,更佳為併用絕緣被覆導電性粒子與碳黑。
絕緣被覆導電性粒子較佳為導電性粒子之表面以由具有羧基之絕緣性樹脂構成之絕緣性樹脂層被覆而成且絕緣性樹脂層經多官能氮丙啶化合物進行表面處理而成者。藉此,可不使絕緣性樹脂層之熱塑性受損而提高絕緣被覆導電粒子之耐溶劑性。
又,絕緣被覆導電性粒子之平均粒徑較佳為小於導電性粒子之平均粒徑。藉此,可抑制絕緣被覆導電性粒子被夾持於第1端子排11與第2端子排21之間。又,藉由絕緣被覆導電性粒子之平均粒徑小於導電性粒子之平均粒徑,即便絕緣被覆導電性粒子被夾持於第1端子排11與第2端子排21之間,由於絕緣性樹脂層因紅外線雷射光之熱而熔解,故而亦可防止導通電阻之上升。
此種絕緣被覆導電性粒子可藉由以下方式獲得,即,藉由常規方法以絕緣性樹脂被覆導電性粒子之表面,對該表面噴灑多官能氮丙啶化合物之溶液(例如乙醇溶液)並於80~140℃乾燥加熱。又,可藉由向多官能氮丙啶化合物之溶液投入以絕緣性樹脂被覆之導電性粒子並一面攪拌一面於30~80℃進行加熱而獲得。作為使用於絕緣被覆導電粒子之導電性粒子,可使用上述異向性導電膜中所使用之公知之導電性粒子。又,作為具有羧基之絕緣性樹脂,可列舉具有丙烯酸單體單元、甲基丙烯酸單體單元之絕緣性樹脂。
又,異向性導電膜亦可視需要根據目的適當摻合丙烯酸橡膠、各種丙烯酸單體等稀釋用單體、填充劑、軟化劑、著色劑、難燃劑、 搖變劑、矽烷偶合劑等作為其他成分。
異向性導電接著劑30之最低熔融黏度較佳為10000Pa.s以下,更佳為6000Pa.s以下。又,最低熔融黏度到達溫度較佳為50℃以上且120℃以下,較佳為60℃以上且100℃以下。藉此,能夠構裝具有1000μm間距以下之任意間距之端子排的第1電子零件10及第2電子零件20。作為一例,最低熔融黏度之測定方法可使用旋轉式流變計(TA instrument公司製造)於升溫速度為10℃/min、測定壓力固定地保持為5g之條件下使用直徑8mm之測定板進行測定。
又,膜形成樹脂之玻璃轉移溫度或軟化點較佳為低於聚合起始劑之反應起始溫度。藉此,於熱壓步驟(S2)中,可獲得優異之流動性。
[熱壓步驟(S2)]
於熱壓步驟(S2)中,對第1電子零件10及第2電子零件20進行熱壓而使導電性粒子31夾持於第1端子排11與第2端子排21之間。於該熱壓步驟(S2)中,較佳為使用熱壓工具40於50℃以上且120℃以下之溫度進行按壓,更佳為於70℃以上且110℃以下之溫度進行按壓。藉由於此種溫度範圍進行熱壓,可抑制熱對第1電子零件10及第2電子零件20之影響。又,藉由根據部件之端子間隔、及異向性導電接著劑30之黏度設定熱壓時間,可抑制異向性導電接著劑30之流動所導致之過度或不足之壓入。
[正式硬化步驟(S3)]
於正式硬化步驟(S3)中,在第1端子排11與第2端子排21之間夾持有導電性粒子31之狀態下照射紅外線雷射光而使異向性導電接著劑30正式硬化。於該正式硬化步驟(S3)中,較佳為以異向性導電接著劑30之反應 率達到70%以上之方式進行正式硬化。藉由異向性導電接著劑30之反應率達到70%以上,可獲得優異之導通電阻。
作為紅外線雷射,可使用CO2雷射、YAG雷射、YVO4雷射、光纖雷射等。又,作為紅外線雷射光之波長,可使用700nm~1200nm之範圍。雷射輸出(W)、頻率(kHz)、脈衝能(mJ)、焦點直徑(mm)、掃描速度(mm/sec)、掃描距離(mm)等可基於異向性導電接著劑31之尺寸、部件之紅外線穿透率等而進行設定。
再者,紅外線雷射光之照射方向只要照射至異向性導電接著劑,則並無特別限定。例如,於如大型面板般接著面積較大之情形時,可一面使紅外線雷射移動或回轉(搖擺)一面照射至異向性導電接著劑。又,亦可存在多個照射裝置。又,於紅外線不穿透電子零件,無法自上側或下側照射紅外線雷射之情形時,亦可自傾斜方向對異向性導電接著劑(接合部)進行照射。所謂自傾斜方向進行照射意指於電子零件之接合部之正上方或正下方不存在照射裝置,以電子零件之接合部為基準自傾斜方向進行照射。又,照射裝置亦可存在於與電子零件之接合部同一平面上。於步驟之效率化方面,較佳為照射裝置存在於與電子零件之接合部同一平面以外。
又,於在熱壓工具30與第2電子零件20之間使用緩衝材,且自載置第1電子零件之載置台下照射紅外線雷射光之情形時,較佳為使用矽橡膠(厚度200~450μm、波長808nm之穿透率0%)、矽橡膠與聚醯亞胺之積層體(例如,厚度300μm(聚醯亞胺50μm、矽橡膠250μm)、波長808nm之穿透率0%)等紅外線雷射光之穿透率較低之緩衝材。藉此,緩衝材因紅外線雷射光而吸熱、發熱,可使紅外線之熱傳遞良好。
又,於使用聚四氟乙烯(厚度50~150μm、波長808nm之穿透率15~20%)、聚醯亞胺(厚度50μm、波長808nm之穿透率75~80%)、玻璃布(厚度50μm、波長808nm之穿透率20~25%)等使紅外線雷射光穿透之緩衝材之情形時,亦可使紅外線雷射光穿透緩衝材。
又,於上述實施形態中,利用紅外線雷射光使熱硬化型之異向性導電接著劑正式硬化,但並不限於此,亦可使用熱-光硬化型之異向性導電接著劑,將紅外線雷射光與紫外線光併用而使其正式硬化。
實施例
<2.實施例>
以下,對本技術之實施例進行說明,但本技術並不限定於該等實施例。
<2.1第1實施例>
於第1實施例中,將FPC(Flexible Printed Circuits)與PWB(Printed Wiring Board)以ACF(Anisotropic Conductive Film)連接而製作連接結構體,對導通電阻進行評價。
準備端子之間距(L/S=1/1)分別為200μm、600μm、及1000μm之評價用基材(Cu配線(8μmt-Sn鍍覆)、38μmt-S'perflex基材)作為FPC。
準備端子之間距(L/S=1/1)分別為200μm、600μm、及1000μm之評價用基材(Cu配線(35μmt-Au鍍覆)、FR-4基材、厚度1mm)作為PWB。
準備最低熔融黏度為800Pa.s之熱硬化型異向性導電接著組成物A、及為6000Pa.s之熱硬化型異向性導電接著組成物B作為ACF。
異向性導電接著組成物A係藉由下述方式製備而成者:利用常規方法將雙酚F型環氧樹脂(三菱化學公司製造、商品名jER-4004P、軟化點85℃)45份、雙酚A/F型環氧型苯氧基樹脂(新日鐵化學公司製造、商品名YP-70、軟化點70℃)15份、2官能丙烯酸系單體(新中村化學公司製造、商品名A-200)20份、丙烯酸胺酯(新中村化學公司製造、商品名U-2PPA)20份、磷酸酯型丙烯酸酯(日本化藥公司製造、商品名PM-2)4份、氧化矽填料(粒徑5μm)5份、過氧化二月桂醯(日油公司製造、商品名Peroyl L)5份、平均粒徑10μm之鎳粒子3份均勻地混合。將異向性導電接著組成物A塗佈於剝離聚酯膜並吹送5分鐘70℃之熱風而使其乾燥,藉此製作厚度30μm之異向性導電膜A。
異向性導電接著組成物B係藉由下述方式製備而成者:利用常規方法將雙酚A型環氧型苯氧基樹脂(新日鐵化學公司製造、商品名YP-50、軟化點83℃)45份、2官能丙烯酸單體(新中村化學公司製造、商品名A-200)20份、丙烯酸胺酯(新中村化學公司製造、商品名U-2PPA)20份、磷酸酯型丙烯酸酯(日本化藥公司製造、商品名PM-2)4份、氧化矽填料(粒徑5μm)5份、過氧化二月桂醯(日油公司製造、商品名Peroyl L)5份、平均粒徑10μm之鎳粒子3份均勻地混合。將異向性導電接著組成物B塗佈於剝離聚酯膜並吹送5分鐘70℃之熱風而使其乾燥,藉此製作厚度30μm之異向性導電膜B。
[最低熔融黏度之測定]
將ACF重疊而製作厚度300μm之片材後,使用熔融黏度計(Thermo Fisher Scientific公司製造)於升溫速度10℃/min、頻率1Hz、加壓力1N、 測定溫度範圍30~180℃之條件進行最低熔融黏度之測定。其結果,異向性導電接著組成物A之最低熔融黏度為800Pa.s,最低熔融黏度到達溫度為89℃。異向性導電接著組成物B之最低熔融黏度為6000Pa.s,最低熔融黏度到達溫度為87℃。
[導通電阻之評價]
使用數位萬用錶(橫河電機公司製造)藉由四端子法測定流通1mA之電流時之構裝體之導通電阻值。將構裝體之導通電阻值未達0.3Ω之評價設為「A」,將導通電阻值為0.3Ω以上且未達0.6Ω之評價設為「B」,將導通電阻值為0.6Ω以上且未達1.0之評價設為「C」,將導通電阻值為1.0Ω以上之評價設為「D」。
<實施例1>
將切割成2.0mm寬之異向性導電膜A貼附至具有200μm間距之端子排之PWB,並於其上方將具有200μm間距之端子排之FPC對位。繼而,介隔作為緩衝材之厚度250μm之矽橡膠(經脫模處理),藉由2.0mm寬之加熱工具於溫度100℃、壓力3MPa、1秒之條件進行熱壓,其次,自PWB側照射2秒鐘之中心波長940nm之紅外線雷射光而使黏合劑硬化,從而製作構裝體。紅外線雷射之雷射輸出係設為40W。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例2>
除使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例3>
除使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例4>
除於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例5>
除使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例6>
除使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例7>
除於溫度100℃、壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例8>
除使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例9>
除使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、 壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例10>
除使用異向性導電膜B以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例11>
除使用異向性導電膜B且使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例12>
除使用異向性導電膜B且使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例13>
除使用異向性導電膜B且於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例14>
除使用異向性導電膜B、及具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例15>
除使用異向性導電膜B、及具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、2秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例16>
除使用異向性導電膜B且於溫度100℃、壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例17>
除使用異向性導電膜B、及具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<實施例18>
除使用異向性導電膜B、及具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC,且於溫度100℃、壓力3MPa、3秒之條件進行熱壓以外,與實施例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<比較例1>
將切割成2.0mm寬之異向性導電膜A貼附至200μm間距之PWB,並於其上方將200μm間距之FPC對位。繼而,介隔作為緩衝材之厚度250μm之矽橡膠,藉由2.0mm寬之加熱工具於溫度170℃、壓力3MPa、5秒之條件進行熱壓接,從而製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例2>
除使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例1 同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例3>
除使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例4>
除使用異向性導電膜B以外,與比較例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例5>
除使用異向性導電膜B且使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例6>
除使用異向性導電膜B且使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例7>
將切割成2.0mm寬之異向性導電膜A貼附至200μm間距之PWB,並於其上方將200μm間距之FPC對位。繼而,介隔作為緩衝材之厚度250μm之矽橡膠,藉由2.0mm寬之加熱工具於壓力3MPa之條件進行壓接,並且自PWB側照射5秒鐘之中心波長940nm之紅外線雷射光而使黏合劑硬化,從而製作構裝體。紅外線雷射之雷射輸出係設為40W。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例8>
除使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例7同樣地製作構裝體。如表1所示,構裝體之導通電阻之評價為C。
<比較例9>
除使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例1同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表1。
<比較例10>
除使用異向性導電膜B以外,與比較例7同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例11>
除使用異向性導電膜B且使用具有600μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例7同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
<比較例12>
除使用異向性導電膜B且使用具有1000μm間距之端子排之PWB、及FPC以外,與比較例7同樣地製作構裝體。將構裝體之導通電阻之評價結果示於表2。
於如比較例1-6般藉由先前之熱壓接進行構裝之情形時,難以使用異向性導電膜A或異向性導電膜B來構裝具有200μm間距~1000μm間距之端子排之PWB及FPC。
又,於如比較例7-12般藉由紅外線雷射光進行構裝之情形時,亦難以使用異向性導電膜A或異向性導電膜B來構裝具有200μm間距~1000μm間距之端子排之PWB及FPC。
另一方面,藉由如實施例1-18般利用熱壓使導電性粒子夾持於端子排間並利用紅外線雷射光使異向性導電膜A或異向性導電膜B正式硬化,可對具有200μm間距~1000μm間距之端子排之PWB及FPC進行低溫構裝。
<2.2第2實施例>
於第2實施例中,以ACF(Anisotropic Conductive Film)連接FPC(Flexible Printed Circuits)與玻璃基板而製作連接結構體,對反應率、導通電阻、及接著強度進行評價。
準備間距(L/S=1/1)為50μm之評價用基材(Cu配線(8μmt-Sn鍍覆)、38μmt-S'perflex基材)作為FPC。
準備ITO塗層玻璃之評價用基材(全表面ITO塗層、玻璃 厚度0.7mm)作為玻璃基板。
[構裝體之製作]
將切割成1.5mm寬之ACF貼附至玻璃基板,並於其上方暫時固定FPC。繼而,介隔作為緩衝材之厚度150μm之聚四氟乙烯片材(經脫模處理),藉由1.5mm寬之加熱工具於溫度100℃、壓力4.5MPa、2秒之條件進行熱壓,其次,自玻璃基板側照射2秒鐘之中心波長940nm之紅外線雷射光而使黏合劑硬化,從而製作構裝體。紅外線雷射之雷射輸出係設為30W。
[導通電阻之評價]
使用數位萬用錶(橫河電機公司製造),藉由四端子法測定流通1mA之電流時之構裝體的導通電阻值。將構裝體之導通電阻值未達0.3Ω之評價設為「A」,將導通電阻值為0.3Ω以上且未達0.6Ω之評價設為「B」,將導通電阻值為0.6Ω以上之評價設為「C」。
[接著強度之評價]
使用拉伸試驗機(產品編號:RTC1201、AND公司製造)以測定速度50mm/sec對自構裝體提拉FPC時之接著強度進行測定。將構裝體之接著強度值為6N/cm以上之評價設為「A」,將接著強度值為5N/cm以上且未達6N/cm之評價設為「B」,將接著強度值未達5N/cm之評價設為「C」。
[反應率之評價]
使用DSC(示差掃描熱量計)測定壓接前後之ACF之發熱量,由壓接前後之發熱量之減少率測定反應率。將ACF之反應率為80%以上之評價設為「A」,將反應率為70%以上且未達80%之評價設為「B」,將反應率未達70%之評價設為「C」。
<實施例19>
利用常規方法向由雙酚F型環氧樹脂(三菱化學公司製造、商品名:jER-4004P、軟化點85℃)45份、雙酚A/F型環氧型苯氧基樹脂(新日鐵化學公司製造、商品名:YP-70、玻璃轉移溫度74℃)15份、2官能丙烯酸單體(新中村化學公司製造、商品名:A-200)20份、丙烯酸胺酯(新中村化學公司製造、商品名U-2PPA)20份、磷酸酯型丙烯酸酯(日本化藥公司製造、商品名PM-2)3份、聚合起始劑(品名:Nyper BW、日油公司製造)3份所構成之接著劑中均勻地混合導電性粒子(品名:AUL704、粒徑4μm、積水化學工業公司製造)6份、以及作為導電性填料之被覆有聚合物之3μm之導電性粒子12份,藉此製備異向性導電接著組成物。藉由棒式塗佈機將異向性導電接著組成物塗佈於剝離聚酯膜並進行乾燥,從而製作厚度14μm之異向性導電膜(ACF)。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
<實施例20>
除摻合18份被覆有聚合物之3μm之導電性粒子以外,與實施例1同樣地製作ACF。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
<實施例21>
除摻合24份被覆有聚合物之3μm導電性粒子以外,與實施例1同樣地製作ACF。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
<實施例22>
除進而摻合5份碳黑以外,與實施例1同樣地製作ACF。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
<比較例13>
除不摻合被覆有聚合物之3μm導電性粒子以外,與實施例1同樣地製作ACF。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
<比較例14>
除不摻合被覆有聚合物之3μm導電性粒子且摻合5份碳黑以外,與比較例1同樣地製作ACF。將使用ACF製作之構裝體之評價結果示於表3。
於如比較例13、14般不摻合被覆有聚合物之導電性粒子之情形時,反應率較低。另一方面,於如實施例19~22般摻合被覆有聚合物之導電性粒子之情形時,獲得較高之反應率。認為其原因在於,藉由摻合被覆有聚合物之導電性粒子,紅外線之熱傳遞變良好。
10‧‧‧第1電子零件
11‧‧‧第1端子排
20‧‧‧第2電子零件
21‧‧‧第2端子排
30‧‧‧異向性導電接著劑
31‧‧‧導電性粒子
40‧‧‧熱壓工具
IR‧‧‧紅外線

Claims (10)

  1. 一種連接結構體之製造方法,其具有下述步驟:配置步驟,係介隔具有導電性粒子之熱硬化型異向性導電接著劑配置具備第1端子排的第1電子零件、及具備與上述第1端子排對向之第2端子排的第2電子零件;熱壓步驟,係對上述第1電子零件及上述第2電子零件熱壓,使導電粒子夾持於上述第1端子排與上述第2端子排之間;及正式硬化步驟,係在上述第1端子排與上述第2端子排之間夾持有導電性粒子之狀態下照射紅外線雷射光而使上述異向性導電接著劑正式硬化。
  2. 如申請專利範圍第1項之連接結構體之製造方法,其中,上述熱壓步驟中,於50℃以上且120℃以下之溫度進行熱壓。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之連接結構體之製造方法,其中,上述正式硬化步驟中,以上述異向性導電接著劑之反應率成為70%以上之方式進行正式硬化。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之連接結構體之製造方法,其中,上述異向性導電接著劑之最低熔融黏度為10000Pa.s以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之連接結構體之製造方法,其中,上述異向性導電接著劑含有吸收紅外線雷射光而發熱之紅外線吸收劑。
  6. 如申請專利範圍第5項之連接結構體之製造方法,其中,上述紅外線吸收劑含有絕緣被覆導電性粒子。
  7. 如申請專利範圍第5項之連接結構體之製造方法,其中,上述紅外線 吸收劑含有碳黑。
  8. 一種異向性導電接著劑,其含有:膜形成樹脂,其具有40~100℃之玻璃轉移溫度(Tg)或軟化點;聚合性化合物;聚合起始劑,其具有100℃~150℃之反應起始溫度;及紅外線吸收劑,其吸收紅外線雷射光而發熱;該異向性導電接著劑最低熔融黏度為10000Pa.s以下。
  9. 如申請專利範圍第8項之異向性導電接著劑,其中,上述紅外線吸收劑含有絕緣被覆導電性粒子。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之異向性導電接著劑,其中,上述紅外線吸收劑含有碳黑。
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