TW201841740A - 含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法以及利用間隔物的部件安裝方法 - Google Patents

含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法以及利用間隔物的部件安裝方法 Download PDF

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    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/292—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29238—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29239—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/292—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29238—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29247—Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/29294—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a liquid not provided for in groups H01L2224/292 - H01L2224/29291
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    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
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    • H01L2224/29299—Base material
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    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29309—Indium [In] as principal constituent
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    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29313—Bismuth [Bi] as principal constituent
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    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/29386—Base material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
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    • H01L2224/29299—Base material
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    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29399—Coating material
    • H01L2224/29486—Coating material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8312—Aligning
    • H01L2224/83136—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
    • H01L2224/83138—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members the guiding structures being at least partially left in the finished device
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    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
    • H01L2224/83203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
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Abstract

本發明關於各向異性導電黏合劑的製造方法以及利用各向異性導電黏合劑的部件安裝方法。提供一種包括如下步驟的各向異性導電黏合劑的製造方法：利用第一還原劑來除去焊料顆粒的第一氧化膜的步驟；以及將上述焊料顆粒、間隔物以及黏合樹脂混合而製造各向異性導電黏合劑的步驟。

Description

含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法以及利用間隔物的部件安裝方法
本發明關於各向異性導電黏合劑的製造方法以及利用各向異性導電黏合劑的部件安裝方法。
近來，在顯示器行業中，為了實現部件的小型化、部件的價格下降和部件的性能提高而付出著很大努力。關於這方面，由各向異性導電黏合劑將驅動晶片與下部基板接合的步驟(將驅動晶片的基板安裝在下部基板的步驟)的重要性逐漸變大。
一般而言，各向異性導電黏合劑由黏合樹脂以及分散在上述黏合樹脂內的導電顆粒構成。作為上述導電顆粒，可使用銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、碳(C)、塗覆金屬的聚合物球、絕緣塗覆的金屬球等物質。
例如，在利用由絕緣塗覆的金屬球和黏合樹脂構成的各向異性導電黏合劑來接合驅動晶片與下部基板的情況下，藉由該接合，下部基板上的圖案與驅動晶片電連接。在像這樣藉由各向異性導電黏合劑來實現接合的情況下，由於圖案與驅動晶片的距離較短，所以能夠使所接合的部件的電特性優異。另外， 能夠使將驅動晶片安裝在下部基板上所需的安裝面積最小化。
利用各向異性導電黏合劑來接合驅動晶片與下部基板的步驟一般以如下方式進行。
首先，加載(loading)下部基板。在加載下部基板時發生的加載錯誤(loading error)可以以視覺(vision)來測定，或者可以在下一個步驟進行修正。
接下來，使各向異性導電黏合劑位於下部基板的上表面。在各向異性導電黏合劑為膏狀的情況下，塗覆在下部基板的上表面。在各向異性導電黏合劑為膜狀的情況下，黏合在下部基板上表面。
接下來，進行預接合(pre-bonding)。將驅動晶片加載在各向異性導電黏合劑的上表面，使驅動晶片與下部基板對齊。並且，可以對驅動晶片施加約3至5秒鐘的60至90℃的熱和0.3至1MPa的微壓。施加於驅動晶片的熱和微壓被傳遞至各向異性導電黏合劑，驅動晶片與下部基板以各向異性導電黏合劑為介質而預接合。
接下來，進行接合(bonding)。可以對驅動晶片施加約10秒鐘的150至200℃的熱和30至100MPa的壓力。施加於驅動晶片的壓力和熱被傳遞至各向異性導電黏合劑，驅動晶片與下部基板的距離變近，並且黏合樹脂固化。由此，驅動晶片與下部基板以各向異性導電黏合劑為介質而接合。
根據這樣的利用現有的各向異性導電黏合劑的現有的部件安裝步驟(部件接合步驟)，在部件安裝結束時，各向異性導電黏合劑的導電顆粒會位於上部基板(例如上述驅動晶片的基板)的上部端子與下部基板的下部端子之間。上部端子與下部端子藉由導電顆粒而電連接。
然而，導電顆粒是多個顆粒而非一個接合體，因此在各向異性導電黏合劑位於上部基板與下部基板之間時，在一部分下部端子的表面可能不存在導電顆粒。該情況下，在接合步驟中，不同於將導電顆粒夾在中間而電連接的上部端子與下部端子，i)在表面上不存在導電顆粒的一部分下部端子可能會與其對應的上部端子電開放(open)。另外，ii)即使上部端子與下部端子實現電連接，該電連接也是藉由與上部端子和下部端子僅僅是機械接觸的導電顆粒來實現的。由於上述i)和ii)，各向異性導電黏合劑的導電性不良，因而其連接電阻變得不穩。若各向異性導電黏合劑的連接電阻不穩，則所接合的部件的性能下降。
另外，在接合步驟中，即使上部基板與下部基板藉由黏合樹脂的固化而接合，上述上部基板與下部基板也只是利用黏合樹脂來接合，而不是利用堅固的接合體來接合。該情況下，各向異性導電黏合劑的接合強度較低，因而某一個基板可能會剝離。
另一方面，在接合步驟中，接合厚度(所接合的上部基板與下部基板的上部端子與下部端子之間的距離)根據施加於上部基板的壓力而不同。若對上部基板施加較大的壓力，則接合厚度薄，若對上部基板施加較小的壓力，則接合厚度厚。然而，即使調節施加於上部基板的壓力，實際上精準地調節接合厚度也並不簡單。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：授權專利第10-0149721號(1998.06.09授權)。
專利文獻2：公開專利第10-2009-0052300號(2009.05.25授權)。
用於解決如上所述的問題的本發明的目的在於製造含間隔物(gaper)的各向異性導電黏合劑，在部件安裝步驟中利用間隔物來調節接合厚度。而且，本發明的目的還在於利用間隔物來防止熔融焊料和黏合樹脂從上部基板與下部基板之間漏出，並防止構成焊料凸起的熔融焊料從上部端子與下部端子之間的區域洩露。
但是，本發明所要解決的問題並不局限於上文中提及的問題，所屬領域中具有通常知識者能夠根據下文中的描述來明確理解未提及的其他問題。
用於實現如上所述的目的的本發明的構成如下。
提供一種含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其包括：利用第一還原劑來除去焊料顆粒的第一氧化膜的步驟；以及將上述焊料顆粒、間隔物、以及黏合樹脂混合而製造各向異性導電黏合劑的步驟。
上述間隔物可以包括選自由聚合物微球、聚合物顆粒、無機顆粒以及它們的混合物構成的組的至少一種物質。
上述聚合物微球可以包括選自由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯亞胺、聚丙烯以及聚異丁烯構成的組的至少一種物質。
上述聚合物顆粒可以包括聚四氟乙烯或者聚乙烯。
上述無機顆粒可以包括選自由氧化鋁、二氧化矽、玻璃以及碳化矽構成的組的至少一種物質。
在製造上述各向異性導電黏合劑的步驟中，以上述黏合樹脂的體積為準，上述間隔物可以以2至60vol%來混合。
上述含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法中，在除去上述第一氧化膜的步驟與製造上述各向異性導電黏合劑的步驟之間還可以包括：將除去上述第一氧化膜後的上述焊料顆粒投入到溶劑中的步驟；以及在所投入的上述焊料顆粒上形成氧濃度比上述第一氧化膜低的第二氧化膜的步驟。
在形成上述第二氧化膜的步驟中，以上述焊料顆粒和上述第二氧化膜的總重量為準，可以形成25至95重量ppm的上述第二氧化膜。
在形成上述第二氧化膜的步驟中，可以攪拌上述焊料顆粒和上述溶劑，以形成上述第二氧化膜。
在形成上述第二氧化膜的步驟中，可以對投入有上述焊料顆粒的上述溶劑照射超音波，以形成上述第二氧化膜。
在形成上述第二氧化膜的步驟中，可以將投入有上述焊料顆粒的上述溶劑裝入並放置在烘箱中，以形成上述第二氧化膜。
在製造上述各向異性導電黏合劑的步驟中，可以對上述焊料顆粒、上述間隔物以及上述黏合樹脂進一步混合第二還原劑。
在製造上述各向異性導電黏合劑的步驟中，以上述焊料顆粒的重量為準，上述第二還原劑可以以大於0且小於2wt%來混合。
本發明提供一種利用間隔物的部件安裝方法。
根據具有如上所述的構成的本發明的一實施例，能夠在部件安裝步驟中，藉由間隔物來調節接合厚度(上部端子與下部端子之間的距離)。能夠藉由具有多種大小的間隔物來調節接合厚度。
另外，根據本發明的一實施例，在部件安裝步驟中進行熱壓接合時，間隔物起到承受施加於上部基板的壓力的作用。在 間隔物承受該壓力的期間，上部基板與下部基板間的距離不會不必要地接近，不會對熔融焊料和黏合樹脂施加不必要的壓力。因此，熔融焊料和黏合樹脂不會從上部基板與下部基板之間漏出。
另外，根據本發明的一實施例，在部件安裝步驟中進行熱壓接合時，間隔物防止構成焊料凸起的熔融焊料從第一區域(上部端子與下部端子之間的區域)向第二區域(上部端子之間、下部端子之間、以及焊料凸起之間的區域)洩露。另外，在形成焊料凸起之後，黏度升高的黏合樹脂也防止熔融焊料從第一區域向第二區域洩露。因此，下部端子之間、上部端子之間、或者焊料接合體之間的短路可能性較低。
另外，本發明的一實施例所關於的利用間隔物的部件安裝方法也可以藉由現有設備來執行。由於不需要為了執行上述部件安裝方法而組建新設備，所以能夠節約組建步驟設備的成本。
另外，根據本發明的一實施例，在部件安裝步驟中由第二還原劑來除去焊料顆粒的第二氧化膜的一部分，因此能夠縮短焊料顆粒的融合時間。縮短後的焊料顆粒的融合時間可以達到約10秒。因此，部件生產率較高。
另外，根據本發明的一實施例，在各向異性導電黏合劑的製造步驟中即使混合第二還原劑，也不會形成由部件安裝步驟中的第二還原劑與第二氧化膜的反應而生成的氧化殘留物或者水分引起的空洞(void)。這是因為所混合的第二還原劑的量被控制為微量。
另外，根據本發明的一實施例，在各向異性導電黏合劑的製造步驟中將焊料顆粒的氧化膜控制為適當的厚度(適當地控制焊料顆粒的氧化膜的氧濃度)，能夠製造包括均勻地分散在黏 合樹脂內的焊料顆粒的各向異性導電黏合劑。在利用上述製造出的各向異性導電黏合劑來執行部件安裝的情況下，由於上述製造出的各向異性導電黏合劑不包括凝聚的焊料顆粒，所以形成橋的可能性較低。因此，能夠防止下部端子之間、上部端子之間、或者焊料接合體之間的短路。
另外，根據本發明的一實施例，發生短路的可能性較低，因此本發明的一實施例所關於的利用間隔物的部件安裝方法能夠應用於具有細微間距的部件的安裝。
另外，根據本發明的一實施例，在利用各向異性導電黏合劑安裝部件時，焊料顆粒以不形成空洞的方式與上部端子和下部端子融合，與導電顆粒僅僅是與上部端子和下部端子機械接觸的先前技術相比，各向異性導電黏合劑具有穩定的連接電阻和較高的接合強度。
另外，根據本發明的一實施例，能夠製造包括低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑。包括低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑也仍具有上述的所有效果。
另外，根據本發明的一實施例，藉由使用包括低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑，能夠在低溫下執行部件安裝步驟。該情況下，在節能方面以及節約成本方面有效。
另外，根據本發明的一實施例，藉由包括低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑所接合的部件不是經由高溫步驟而製造的，因此熱疲勞特性優異。
1‧‧‧各向異性導電黏合劑
2‧‧‧下部基板
3‧‧‧下部端子
4‧‧‧上部基板
5‧‧‧上部端子
6‧‧‧第一區域
7‧‧‧第二區域
11‧‧‧焊料顆粒
11a‧‧‧熔融焊料
11b‧‧‧焊料凸起
11c‧‧‧焊料接合體
11d‧‧‧橋
12‧‧‧還原劑
13‧‧‧黏合樹脂
14‧‧‧第一氧化膜
15‧‧‧空洞
16‧‧‧第二氧化膜
17‧‧‧第二還原劑
18‧‧‧間隔物
S110~S140‧‧‧步驟
S141~S143‧‧‧步驟
S210~S240‧‧‧步驟
圖1的(a)至圖1的(d)是示出利用自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。
圖2的(a)至圖2的(c)是示出利用第一氧化膜的除去使焊料顆粒凝聚的過程的示意圖。
圖3的(a)至圖3的(d)是示出利用經過第一氧化膜的除去來製造的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。
圖4的(a)至圖4的(c)是示出本發明的一實施例所關於的利用氧化膜的控制使焊料顆粒分散的過程的示意圖。
圖5的(a)至圖5的(d)是示出利用經過氧化膜的控制來製造的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。
圖6的(a)至圖6的(d)是示出利用包括第二還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。
圖7是用於說明間隔物的特性的圖。
圖8是示出本發明的一實施例所關於的利用間隔物的部件安裝方法的流程圖。
圖9是示出本發明的一實施例所關於的利用間隔物的部件安裝方法的示意圖。
圖10是示出本發明的一實施例所關於的含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法的流程圖。
圖11是示出本發明的一實施例所關於的含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法中的、各向異性導電黏合劑的製造步驟的流程圖。
圖12的(a)以及圖12的(b)是示出具有第一氧化膜的焊料顆粒的SEM圖像。
圖13的(a)以及圖13的(b)是示出本發明的一製造例所關於的具有第二氧化膜的焊料顆粒的SEM圖像。
圖14的(a)以及圖14的(b)是示出本發明的一實驗例所關於 的焊料接合體的光學顯微鏡圖像。
圖15的(a)以及圖15的(b)是示出本發明的一實驗例所關於的經熱壓接合的部件的光學顯微鏡圖像。
下面，參照圖式對本發明的實施例進行詳細說明，以使所屬領域中具有通常知識者能夠容易實施本發明。但是，本發明能夠以各種不同的方式來實現，不應理解為局限在這裡說明的實施例。
為了明確說明本發明的實施例，在圖式中省略與說明無關的部分。並且，在本說明書全文中，對相似的部分標注相似的元件符號。
在本說明書中使用的用語是為了說明多種實施例，而不是為了限定本發明。在表述為第一構成要素與第二構成要素“連結(連接、接觸、結合)”時，是指上述第一構成要素與上述第二構成要素“直接連結”或者藉由第三構成要素“間接連結”。除非在上下文中另有所指，否則單數的表述包括多數的表述。另外，“包括”或者“具有”等用語是指存在說明書中記載的特徵、數字、步驟、動作、構成要素、部件或者它們的組合，並不是指排除掉一個或者更多的其他特徵、數字、步驟、動作、構成要素、部件或者它們的組合的存在或者可附加性。
在對本發明進行說明之前，先對本發明的推出過程進行說明。本發明的各向異性導電黏合劑包括黏合樹脂以及分散在上述黏合樹脂內的焊料顆粒。利用上述各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟以如下方式進行。
首先，使上述各向異性導電黏合劑位於上部基板和下部基 板之間。
接下來，對上述各向異性導電黏合劑施加熱。受熱後的上述焊料顆粒的表面能量(surface energy)升高，而為了降低表面能量，焊料顆粒向上部基板和下部基板的上部端子和下部端子移動並聚集。與此同時，上述焊料顆粒熔融，從而熔融焊料在下部端子和上部端子的表面浸潤(wetting)。
焊料顆粒為了降低表面能量而聚集並流向上部端子和下部端子，因此受熱後的較多的焊料顆粒會位於上部端子與下部端子之間的區域(下稱“第一區域”)。另外，受熱後的焊料顆粒在聚集而流向第一區域的同時發生熔融。可以將這種現象表述為“熔融焊料在第一區域自我取向”。
在熔融焊料浸潤以後，若更多的熔融焊料繼續流向第一區域，則最終會形成將上部端子與下部端子連結的熔融焊料亦即焊料凸起。
另一方面，受熱後的上述黏合樹脂最初的黏度降低，從而增加上述焊料顆粒的流動性，以使上述焊料顆粒向第一區域移動。上述黏合樹脂的黏度在熔融焊料自我取向而形成焊料凸起之後達到最高。上述黏合樹脂在形成焊料凸起之後繼續受熱而固化。上述黏合樹脂隨著固化而接合上部基板與下部基板。
接下來，進行去熱而使焊料凸起冷卻並凝固。在跨過上部端子和下部端子而形成的焊料凸起隨著凝固而接合上部端子與下部端子。而且，凝固後的焊料凸起亦即焊料接合體使上部端子與下部端子電連接。
在上述部件安裝步驟中，焊料顆粒先熔融然後隨著凝固而接合上部端子與下部端子的步驟即為焊料顆粒與上部端子和下部端子融合的步驟。即，本發明的各向異性導電黏合劑是以焊 料顆粒的融合為目的的黏合劑(下稱“自我融合型各向異性導電黏合劑”)。
然而，即使是將自我融合型各向異性導電黏合劑用於部件安裝，焊料顆粒也有可能不融合。例如，在焊料顆粒在其周圍具有自然氧化膜(下稱“第一氧化膜”)的情況下，焊料顆粒處於穩定的狀態並且表面能量較低。穩定的焊料顆粒即使在上述部件安裝步驟中受熱也不會很好地聚集，從而不會很好地聚到第一區域。由此，可能不會形成焊料凸起和焊料接合體。換言之，焊料顆粒可能不會融合。因此，存在由於焊料顆粒所具有的第一氧化膜而導致焊料顆粒不融合的問題(第一問題)。
為了解決上述的第一問題，可以在黏合樹脂中增加還原劑。具體而言，在自我融合型各向異性導電黏合劑的製造過程中，在將焊料顆粒和黏合樹脂混合之後，還可以對焊料顆粒以及黏合樹脂進一步混合還原劑。由此，能夠製造包括還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑。
這裡，還原劑是只有在受熱後才能夠與周圍的氧發生反應的還原劑。因此，在部件安裝步驟中受熱之前，還原劑只是與具有第一氧化膜的焊料顆粒混合而不會除去第一氧化膜。
圖1的(a)至圖1的(d)是示出利用包括還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。參照圖1的(a)至圖1的(d)，對利用包括還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例進行說明。
首先，參照圖1的(a)，準備具有下部端子3的下部基板2、各向異性導電黏合劑1、具有上部端子5的上部基板4。下部基板2以及上部基板4可以為PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)、FPCB(Flexible PCB，柔性PCB)、IC基板、玻璃基板等。 上述各向異性導電黏合劑1由黏合樹脂13、分散在上述黏合樹脂13內的焊料顆粒11以及分散在上述黏合樹脂13內的還原劑12構成。在上述焊料顆粒11形成有第一氧化膜14。
接下來，使上述各向異性導電黏合劑1位於下部基板2以及下部端子3的上表面。在上述各向異性導電黏合劑1為膜狀的情況下，上述各向異性導電黏合劑1黏合在下部基板2以及下部端子3的上表面。在上述各向異性導電黏合劑1為膏狀的情況下，上述各向異性導電黏合劑1塗覆在下部基板2以及下部端子3的上表面。
接下來，使上部基板4以及上部端子5位於上述各向異性導電黏合劑1的上表面。
接下來，對上述各向異性導電黏合劑1施加熱。受熱後的還原劑12與上述焊料顆粒11周圍的第一氧化膜14發生反應而除去第一氧化膜14。沒有第一氧化膜14的焊料顆粒的表面能量較高。因此，受熱後的上述焊料顆粒11能夠向第一區域6移動並聚集。上述焊料顆粒11在向第一區域6移動並聚集的同時，由於熱而熔融。
熔融焊料11a在自我取向的同時浸潤到下部端子3或者上部端子5的表面(圖1的(b))。另一方面，如上所述，受熱後的上述黏合樹脂13的黏度降低而增加上述焊料顆粒11的流動性。
若更多的熔融焊料11a流向第一區域6，則形成將上部端子5與下部端子3連結的焊料凸起11b(圖1的(c))。此時，構成上部端子5之間、下部端子3之間以及焊料凸起11b之間的區域(下稱“第二區域”)7的主要成分為黏合樹脂13。如上所述，在形成焊料凸起11b之後，上述黏合樹脂13的黏度達到最大。上述黏合樹脂13在具有最大黏度的時刻之後繼續受熱而固化。上述黏 合樹脂13隨著固化而接合上部基板4與下部基板2。
接下來，參照圖1的(d)，除去施加於上述各向異性導電黏合劑1的熱。由此，焊料凸起11b冷卻並凝固，構成在第一區域6中接合上部端子5與下部端子3的焊料接合體11c。換句話說，上述焊料顆粒11在第一區域6中與上部端子5和下部端子3融合。焊料接合體11c使下部端子3與上部端子5電連接。
包括還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑能夠克服上述的第一問題。不同於沒有熔融的導電顆粒僅僅是與上部端子和下部端子機械接觸的先前技術，在使用自我融合型各向異性導電黏合劑的情況下，焊料顆粒與上部端子和下部端子融合。因此，可以期待與先前技術相比，自我融合型各向異性導電黏合劑的連接電阻穩定並且接合強度較高。
然而，在利用包括還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑來安裝部件時，還原劑與第一氧化膜發生反應而生成氧化殘留物和水分。參照圖1的(d)，氧化殘留物或者水分可能會在自我融合型各向異性導電黏合劑1內形成空洞(void)15。即，即使焊料顆粒融合，還是存在由於藉由還原劑的反應而生成的氧化殘留物以及水分可能會在各向異性導電黏合劑內部形成空洞的問題(第二問題)。在內部具有空洞的各向異性導電黏合劑可能會連接電阻不穩並且接合強度較低。
為了解決上述第二問題，在自我融合型各向異性導電黏合劑的製造過程中，在混合黏合樹脂與焊料顆粒之前，能夠預先藉由第一還原劑來徹底除去焊料顆粒周圍的第一氧化膜。藉由將除去第一氧化膜後的焊料顆粒與黏合樹脂混合，能夠製造自我融合型各向異性導電黏合劑。該情況下，不需要對混合的焊料顆粒以及黏合樹脂額外混合還原劑，因此防止在部件安裝步 驟中由於還原劑的反應而形成空洞。另外，在部件安裝步驟中，由於在焊料顆粒周圍沒有第一氧化膜，所以可以期待焊料顆粒輕鬆地融合。
在自我融合型各向異性導電黏合劑的製造過程中，在混合焊料顆粒與黏合樹脂之前利用第一還原劑來除去焊料顆粒的第一氧化膜看起來似乎是合理的。然而，在徹底除去焊料顆粒的第一氧化膜的情況下，焊料顆粒的表面能量升高而導致焊料顆粒之間的引力增加。由此，會導致焊料顆粒凝聚，並且黏合樹脂內的焊料顆粒的分散性降低。
圖2的(a)至圖2的(c)是示出由於第一氧化膜的除去使焊料顆粒凝聚的過程的示意圖。在圖2的(a)中，若除去焊料顆粒11的第一氧化膜14，則上述焊料顆粒11成為圖2的(b)所示的形狀。然而，沒有第一氧化膜14的上述焊料顆粒11能夠像圖2的(c)示出的那樣凝聚。
圖3的(a)至圖3的(d)是示出利用經過第一氧化膜的除去來製造的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。參照圖3的(a)，在黏合樹脂13內有大小相對較大的焊料顆粒11，因而焊料顆粒11的分散性不良。在圖3的(a)中大小相對較大的焊料顆粒11是如圖2的(a)至圖2的(c)所示，經過第一氧化膜的除去而凝聚的焊料顆粒11。
參照圖3的(b)，如上所述，若對各向異性導電黏合劑1施加熱，則熔融焊料11a在第一區域6自我取向並在上部端子5或者下部端子3浸潤。參照圖3的(c)，如上所述，若更多的熔融焊料11a流向第一區域6，則形成焊料凸起11b。
然而，在與黏合樹脂13混合前預先被除去第一氧化膜的焊料顆粒11在部件安裝步驟中受熱之前也處於表面能量較高的狀 態。因此，在圖3的(b)的步驟中，過多的量的焊料顆粒11向第一區域6移動並聚集，從而可能會生成過多的量的熔融焊料11a。該情況下，參照圖3的(c)，熔融焊料11a不僅在第一區域6中形成焊料凸起11b，其一部分還會位於第二區域7。尤其在自我融合型各向異性導電黏合劑1的製造過程中預先凝聚的焊料顆粒11容易聚集得較大而形成很大的熔融焊料11a。
參照圖3的(d)，如上所述，若進行去熱則形成焊料接合體11c。此時，原本在圖3的(c)中位於第二區域7的熔融焊料11a凝固從而可能會形成橋11d。橋11d是指在下部端子3之間、上部端子5之間、或者焊料接合體11c之間發生短路。
即，在各向異性導電黏合劑製造過程中若利用第一還原劑將焊料顆粒的第一氧化膜徹底除去，則在之後的部件安裝步驟中，焊料顆粒會過度聚集，而存在可能會發生短路的問題(第三問題)。
為了解決上述第三問題，在自我融合型各向異性導電黏合劑的製造過程中，焊料顆粒在被除去第一氧化膜之後且在與黏合樹脂混合之前，能夠在焊料顆粒形成比第一氧化膜薄的第二氧化膜。不同於作為自然氧化膜的第一氧化膜，第二氧化膜作為人工形成的氧化膜，氧濃度比第一氧化膜低。換言之，用於解決上述第三問題的方法是在各向異性導電黏合劑的製造過程中將焊料顆粒的氧化膜(氧濃度)控制在適當程度。
在自我融合型各向異性導電黏合劑的製造過程中，形成有第二氧化膜的焊料顆粒由於第二氧化膜而不會凝聚。這是因為由於第二氧化膜，與徹底除去第一氧化膜的情況相比，焊料顆粒的表面能量較低。因此，黏合樹脂內的焊料顆粒的分散性良好。
圖4的(a)至圖4的(c)是示出利用氧化膜的控制使焊料顆粒分散的過程的示意圖。參照圖4的(a)，焊料顆粒11被第一氧化膜14包圍。第一氧化膜14是上述焊料顆粒11與大氣發生反應而自然形成的。在上述焊料顆粒11具有第一氧化膜14的情況下，可能會出現上述的第一問題或者第二問題。因此，如圖4的(b)所示，將第一氧化膜14徹底除去。然而，若徹底除去第一氧化膜14，則可能會出現上述的第三問題。因此，如圖4的(c)所示，在徹底除去第一氧化膜14之後，形成包圍上述焊料顆粒11的第二氧化膜16。第二氧化膜16比第一氧化膜14薄(氧濃度低)。第二氧化膜16能夠使上述焊料顆粒11在黏合樹脂內均勻地分散而不凝聚。
圖5的(a)至圖5的(d)是示出利用經過氧化膜的控制(經過第一氧化膜的除去以及第二氧化膜的形成)來製造的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。參照圖5的(a)，為了部件安裝步驟而準備的各向異性導電黏合劑1包括黏合樹脂13以及均勻分散在上述黏合樹脂13內的焊料顆粒11。並且，上述焊料顆粒11被第二氧化膜16包圍。
與圖1或者圖3同理，若對各向異性導電黏合劑1施加熱，則熔融焊料11a被浸潤(圖5的(b))而形成焊料凸起11b(圖5的(c))。並且，若進行去熱，則焊料凸起11b凝固而形成焊料接合體11c(圖5的(d))。
如上所述，在利用包括由於第二氧化膜16而被均勻分散並且表面能量較低的焊料顆粒11的自我融合型各向異性導電黏合劑1來執行部件的安裝的情況下，受熱後的焊料顆粒11不會在圖5的(b)的步驟中過度聚集，因而形成橋的可能性較低。即，解決了上述第三問題。
另外，雖然形成有第二氧化膜16的焊料顆粒11(圖4的(c))比將第一氧化膜14徹底除去而不具有氧化膜的焊料顆粒(圖2的(b))穩定，但並非比具有第一氧化膜14的焊料顆粒11(圖2的(a))穩定。這是因為第二氧化膜16與第一氧化膜14相比，氧濃度較低。因此，如上所述，形成有第二氧化膜16的焊料顆粒11不僅不會在部件安裝步驟中過度聚集(圖5的(b)以及圖5的(c))，還會適當聚集而進行融合(圖5的(d))。即，不會出現上述的第一問題。
另外，由於能夠實現焊料顆粒的融合，所以在各向異性導電黏合劑的製造過程中無需對形成有第二氧化膜的焊料顆粒以及黏合樹脂額外混合還原劑。因此，防止在部件安裝步驟中由於還原劑的反應而形成空洞。即，不會出現上述的第二問題。
能夠同時克服上述的第一問題至第三問題的第二氧化膜的氧濃度可以相對於焊料顆粒和第二氧化膜的總重量為25至95重量ppm。反之，若第二氧化膜的氧濃度小於25重量ppm，則第二氧化膜過薄，從而可能會出現上述的第三問題。若第二氧化膜的氧濃度超過95重量ppm，則第二氧化膜過厚，從而可能會出現上述的第一問題。這裡，在為了克服第一問題而對焊料顆粒以及黏合樹脂進一步混合還原劑的情況下，可能會出現上述的第二問題。
但在利用經過氧化膜的控制(經過第一氧化膜的除去以及第二氧化膜的形成)來製造的自我融合型各向異性導電黏合劑而執行部件安裝時，存在部件安裝步驟時間過長的問題(第四問題)。受熱後的焊料顆粒11熔融並自我取向而形成焊料凸起11b，之後去熱而形成焊料接合體11c所耗費的時間即為焊料顆粒11融合所耗費的時間(圖5的(b)至圖5的(d))。現有的熱壓接 合步驟的步驟時間為約10秒(參照《背景技術》中的接合步驟)。與此相比，在圖5的(b)至圖5的(d)中，焊料顆粒11的融合時間為約30秒以上。
為了解決上述第四問題，可以考慮更精準地調節焊料顆粒的氧化膜厚度。然而，若脫離第二氧化膜的最佳氧濃度範圍25至95重量ppm，則可能會出現上述的第一問題至第三問題，而在上述最佳氧濃度範圍內則會出現上述第四問題。
因此，在各向異性導電黏合劑的製造過程中，可以將焊料顆粒的第二氧化膜以上述最佳氧濃度範圍25至95重量ppm程度來形成，並且對形成有第二氧化膜的焊料顆粒以及黏合樹脂進一步混合微量的第二還原劑。第二還原劑的量是不會在部件安裝步驟中生成較多的量的氧化殘留物或者水分，而不會形成空洞的程度的量。微量的第二還原劑在各向異性導電黏合劑製造過程中只是與形成有第二氧化膜的焊料顆粒以及黏合樹脂混合，並不會起到除去第二氧化膜的作用。然而，在部件安裝步驟中，微量的第二還原劑會受熱而除去第二氧化膜的一部分。由此，能夠大幅度縮短焊料顆粒的融合時間。
圖6的(a)至圖6的(d)是示出利用包括第二還原劑的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟的示例圖。參照圖6的(a)，為了部件安裝步驟而準備的各向異性導電黏合劑1包括黏合樹脂13、均勻分散在上述黏合樹脂13內的焊料顆粒11、以及第二還原劑17。並且，上述焊料顆粒11被第二氧化膜16包圍。
與圖1、圖3或者圖5同理，若對各向異性導電黏合劑1施加熱，則熔融焊料11a被浸潤(圖6的(b))而形成焊料凸起11b(圖6的(c))。然後，若進行去熱，則焊料凸起11b凝固而形 成焊料接合體11c(圖6的(d))。
在圖6的(b)至圖6的(d)的焊料顆粒11的融合步驟中，受熱後的第二還原劑17除去第二氧化膜16的一部分，而能夠縮短焊料顆粒11的融合時間。解決了上述的第四問題。由此，能夠提高部件生產率。
在顯示器或者半導體行業中要求特定的接合厚度(在上部基板與下部基板的接合結束時的上部端子與下部端子之間的距離)。然而，根據利用上文中描述的自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟(圖1、圖3、圖5以及圖6)，並沒有能夠調節接合厚度的方法。
在利用自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟中，為了形成焊料凸起而對各向異性導電黏合劑施加熱。此時，可以考慮除了熱之外，對上部基板施加壓力來調節接合厚度。在利用現有的各向異性導電黏合劑的現有部件安裝步驟中，具有某一程度的強度的導電顆粒承受在接合步驟中施加的壓力，因此能夠實現某一程度的接合厚度的調節(參照《背景技術》)。然而，在利用自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟中，在形成焊料凸起的期間，焊料顆粒與黏合樹脂的黏度較低。因此，在形成焊料凸起的期間對上部基板施加壓力的情況下，難以調節接合厚度，反而可能會導致熔融焊料和黏合樹脂向上部基板和下部基板外漏出(第五問題)。
對此，本發明提供一種在各向異性導電黏合劑製造過程中對焊料顆粒以及黏合樹脂進一步混合間隔物，利用含間隔物的各向異性導電黏合劑來安裝部件的方法。
下面，開始正式對本發明進行說明。以各向異性導電黏合劑、利用各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟、以及各向異性 導電黏合劑的製造方法的順序來說明本發明。
參照圖9的(a)，本發明的一實施例所涉及的各向異性導電黏合劑1包括黏合樹脂13、焊料顆粒11、第二還原劑17以及間隔物18。上述各向異性導電黏合劑1還可以包括像固化劑、固化促進劑、變形劑等這樣的添加劑。
上述黏合樹脂13可以包括熱固化樹脂以及熱塑性樹脂中至少一種樹脂。
上述熱固化樹脂還可以包括選自由環氧樹脂、有機矽樹脂、氧雜環丁烷樹脂、酚醛樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂等、以及雙馬來醯亞胺樹脂構成的組中的至少一種樹脂。
上述熱塑性樹脂可以包括選自由醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、苯氧樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、矽氧烷改性聚醯亞胺樹脂、聚丁二烯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚醯胺樹脂、纖維素樹脂、異丁烯樹脂、乙烯基醚樹脂、液晶聚合物樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚氨酯樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚縮醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、丁基橡膠、氯丁橡膠、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、以及聚醋酸乙烯酯樹脂構成的組的至少一種樹脂。
上述黏合樹脂13較佳為上述熱固化樹脂。這是因為固化後的上述熱固化樹脂的線性膨脹係數、彈性模量等機械特性比上述熱塑性樹脂優異。其中，以上述熱固化樹脂為主要成分並添 加微量的上述熱塑性樹脂也是較佳的。這是因為上述熱塑性樹脂能夠減緩在進行電連接時產生的應力。
上述焊料顆粒11可以包括選自由錫、銦、鉍、銀、銅以及它們的合金構成的組的至少一種物質。上述焊料顆粒11是用於自我融合的，因此較佳將錫、銦、鉍中至少一種元素作為主要成分來包括，並將銀和銅中至少一種元素以微量包括。
上述焊料顆粒11的大小根據間距尺寸(兩個下部端子之間的距離或者兩個上部端子之間的距離)而不同。
上述間隔物(Gapper)18是在部件安裝步驟中即使受熱也絕對不會融化的物質。上述間隔物18包括選自由聚合物微球、聚合物顆粒、無機顆粒、以及它們的混合物構成的組的至少一種物質。聚合物微球可以包括選自由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚氨酯(Polyurethane)、聚乙烯(Polyethylene)、聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine)、聚丙烯(Polypropylene)以及聚異丁烯(Polyisobutylene)構成的組的至少一種物質。聚合物顆粒可以包括聚四氟乙烯(Teflon)或者聚乙烯。並且，無機顆粒可以包括選自由氧化鋁、二氧化矽、玻璃以及碳化矽構成的組的至少一種物質。對於上述間隔物18的直徑、含量等，在下文中描述。接下來，對利用上述各向異性導電黏合劑1的部件安裝步驟進行說明。
圖7是用於說明間隔物的特性的圖。圖7的(a)至圖7的(c)示出利用自我融合型各向異性導電黏合劑的部件安裝步驟。
首先，參照圖7的(a)，含間隔物18的自我融合型各向異性導電黏合劑位於上部基板與下部基板之間。
接下來，參照圖7的(b)，對上部基板進行熱壓接合。由此， 上部端子5與下部端子3的距離變近，焊料顆粒11成為焊料凸起11b。如上所述，由於間隔物18在部件安裝步驟中不會融化，所以能夠保持不融化的狀態而位於上部端子5與下部端子3之間。此時，間隔物18能夠防止構成焊料凸起11b的熔融焊料從第一區域6向第二區域7洩露。
接下來，參照圖7的(c)，除去熱以及壓力，從而焊料凸起11b成為焊料接合體11c。此時，間隔物18的直徑的(d)即為作為上部端子5與下部端子3之間的距離的接合厚度。即，能夠根據間隔物18的大小來調節接合厚度。
圖8是示出本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法的流程圖。圖9是示出本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法的示意圖。參照圖8以及圖9，對本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法進行說明。
首先，製造各向異性導電黏合劑1(S210)。上述各向異性導電黏合劑1可以包括黏合樹脂13、均勻分散在上述黏合樹脂13內的焊料顆粒11、與上述黏合樹脂13混合的第二還原劑17、以及間隔物18。在上述焊料顆粒11形成有最佳厚度的第二氧化膜16(圖9的(a))。對於上述各向異性導電黏合劑1的製造方法，在下文中進行說明。然而，若沒有出現上述的第二問題、第三問題或者第四問題的顧慮，則不排除在上文中描述的可能會引起第二問題至第四問題的各向異性導電黏合劑製造方法。
接下來，參照圖9的(a)，使上述製造出的各向異性導電黏合劑1位於上部基板4與下部基板2之間(S220)。具體而言，首先上述各向異性導電黏合劑1位於下部基板2的上表面。在上述各向異性導電黏合劑1為膏狀的情況下，可以塗覆在下部基板2。在上述各向異性導電黏合劑1為膜狀的情況下，可以黏合 在下部基板2。然後，將上部基板4加載在上述各向異性導電黏合劑1的上表面，使上部基板4與下部基板2對齊。
接下來，對上部基板4進行初次熱壓接合(S230)。被稱為所謂的Hot Bar的脈衝熱壓機能夠對上部基板4進行熱壓接合。Hot Bar能夠對上部基板4施加60至90℃的熱和0.3至1MPa的微壓。施加於上部基板4的熱和微壓被傳遞至上述各向異性導電黏合劑1，並且上部基板4與下部基板2以上述各向異性導電黏合劑1為介質而預接合。
接下來，參照圖9的(b)，對上部基板4進行二次熱壓接合(S240)。二次熱壓接合也能夠藉由Hot Bar來執行。Hot Bar能夠對上部基板4施加上述焊料顆粒11的熔點以上的熱和事先規定的壓力。
受熱後的上述焊料顆粒11熔融，從而熔融焊料隨著自我取向而浸入到上部端子5或者下部端子3的表面。然後，在更多的熔融焊料自我取向後形成焊料凸起11b。在形成焊料凸起11b的期間，上述黏合樹脂13的黏度較低。在形成焊料凸起11b之後，上述黏合樹脂13的黏度達到最大。在達到最大黏度的時刻之後，上述黏合樹脂13隨著固化而接合上部基板4與下部基板2。對於這種現象，在上文中全都描述過。
另一方面，上部基板4受到事先規定的壓力而與下部基板2接近。上部基板4在與下部基板2逐漸接近之後與上述間隔物18接觸。上述間隔物18在S240步驟中不融化，並將上部端子與下部端子之間的距離維持相當於上述間隔物18的直徑的值，以使上部基板4不會更進一步接近下部基板2。
若上述黏合樹脂13固化而接合上部基板4與下部基板2，則上述間隔物18的直徑即為接合厚度。在考慮到顯示器行業或 半導體行業所要求的規格時，上述間隔物18的直徑可以為2至100μm。能夠藉由這樣的多種間隔物18來調節接合厚度。
另外，上述間隔物18起到承受施加於上部基板4的壓力的作用。在上述間隔物18承受該壓力的期間，上部基板4與下部基板2之間的距離不會不必要地接近，不會對熔融焊料和黏合樹脂13施加不必要的壓力。因此，熔融焊料和黏合樹脂13不會從上部基板4與下部基板2之間漏出。
即，能夠根據上述間隔物18的大小來調節接合厚度，並且由於上述間隔物18防止熔融焊料和黏合樹脂13從上部基板4與下部基板2之間漏出，所以解決了第五問題。
操作者可以考慮上述間隔物18的大小來設定S240步驟中的事先規定的壓力。若上述間隔物18的大小較大則接合厚度會較厚，因此操作者可以將事先規定的壓力設定得較低。反之，若上述間隔物18的大小較小則接合厚度會較薄，因此操作者可以將事先規定的壓力設定得較高。
如果有很多熔融焊料位於第二區域7，則最終隨著熔融焊料的凝固，可能會導致下部端子3之間、上部端子5之間或者焊料接合體11c之間的短路。在S240步驟中，所形成的焊料凸起11b在繼續受到事先規定的壓力之後可能會粉碎。由此，構成焊料凸起11b的熔融焊料可能會從第一區域6向第二區域7洩露。然而，上述間隔物18能夠防止在形成焊料凸起11b之後，構成焊料凸起11b的熔融焊料從第一區域6向第二區域7洩露。並且，在形成焊料凸起11b之後黏度升高的上述黏合樹脂13也防止熔融焊料從第一區域6向第二區域7洩露。因此，由於上述間隔物18以及上述黏合樹脂13，發生短路的可能性較低。
接下來，參照圖9的(c)，除去在S240步驟中所施加的熱和 事先規定的壓力，從而焊料凸起11b冷卻並凝固。由此，形成焊料接合體11c。即，上述焊料顆粒11的融合結束。與上部基板4和下部基板2在S240步驟中僅利用上述黏合樹脂13接合時相比，在上部基板4和下部基板2該步驟中利用焊料接合體11c以及上述黏合樹脂13接合的情況下，上述各向異性導電黏合劑1的接合強度更高。
在進行部件安裝步驟(S220~S240)之前，在上述各向異性導電黏合劑1的製造步驟(S210)中，對上述焊料顆粒11以及上述黏合樹脂13混合上述第二還原劑17。然而，上述第二還原劑17在進行部件安裝步驟(S220~S240)之前不與上述焊料顆粒11的第二氧化膜16發生反應。
上述第二還原劑17在S240步驟中受熱而除去上述焊料顆粒11的第二氧化膜16的一部分。由此，能夠縮短上述焊料顆粒11的融合時間。縮短後的上述焊料顆粒11的融合時間為約10秒，是與先前技術相似的程度。因此，不會出現上述的第四問題。
上述第二還原劑17在S240步驟中受熱而與第二氧化膜16發生反應，生成氧化殘留物和水分。然而，由於將上述第二還原劑17的量控制為微量，所以所生成的氧化殘留物或者水分會瞬間蒸發，而不會留下空洞。因此，上述第二還原劑17只會提高上述焊料顆粒11的融合速度，而不會形成空洞。即，即使上述各向異性導電黏合劑1包括上述第二還原劑17，也不會出現上述的第二問題。
進行部件安裝步驟(S220~S240)之前的上述各向異性導電黏合劑1所包括的上述焊料顆粒11具有適當厚度的第二氧化膜16。因此，如上所述，上述焊料顆粒11不會過於穩定，也不會 過於不穩。
由於上述焊料顆粒11不會過於穩定，所以上述焊料顆粒11即使具有第二氧化膜16也會融合。換句話說，即使上述焊料顆粒11具有第二氧化膜16，也不會出現上述的第一問題。
由於上述焊料顆粒11不會過於不穩，所以在部件安裝步驟(S220~S240)中不會有過多的量的焊料顆粒聚集。另外，上述焊料顆粒11均勻分散在上述黏合樹脂13內。換言之，沒有在上述黏合樹脂13內凝聚的焊料顆粒11。因此，形成橋的可能性較低，從而能夠防止下部端子3之間、上部端子5之間或者焊料接合體11c之間的短路。即，不會出現上述的第三問題。
S230步驟與先前技術中的預接合步驟相似，S240步驟與先前技術中的接合步驟相似(參照《背景技術》)。這是指本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法可以藉由現有設備來執行。由於無需為了執行本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法而組建新設備，所以能夠節約組建步驟設備的成本。
短路尤其容易發生在安裝具有細微間距的部件時。然而，根據本發明的一實施例，發生短路的可能性較低。因此，本發明的一實施例所涉及的利用間隔物的部件安裝方法也能夠應用於具有細微間距的部件的安裝。
(i)本發明的一實施例所涉及的各向異性導電黏合劑所包括的黏合樹脂在部件安裝步驟中隨著固化而接合上部基板與下部基板。(ii)上述各向異性導電黏合劑所包括的焊料顆粒在部件安裝步驟中隨著融合而接合上部端子與下部端子。(iii)在利用上述各向異性導電黏合劑來執行部件安裝的情況下，不會形成空洞。根據該(i)、(ii)和(iii)可知，上述各向異性導電黏合劑與導 電顆粒僅僅是與上部端子和下部端子接觸的先前技術相比，具有穩定的連接電阻和較高的接合強度。
進一步，焊料顆粒的熔點可以在220℃以下。即使上述焊料顆粒的熔點較低，包括該低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑也仍具有上述的所有效果。
上述低熔點焊料顆粒的熔點較佳在150℃以下。藉由使用包括上述低熔點焊料顆粒的上述各向異性導電黏合劑，能夠在低溫下執行部件安裝步驟。該情況下，在節能方面以及節約成本方面有效。
另外，藉由包括上述低熔點焊料顆粒的上述各向異性導電黏合劑所接合的上部基板與下部基板不是經由高溫步驟而製造的，因此熱疲勞特性優異。
更佳，上述低熔點焊料顆粒的熔點在140℃以下。該情況下，包括上述低熔點焊料顆粒的上述各向異性導電黏合劑的效果得到進一步提高。
進一步較佳，上述低熔點焊料顆粒的熔點在120℃以下。該情況下，包括上述低熔點焊料顆粒的上述各向異性導電黏合劑的效果會最大化。接下來，對各向異性導電黏合劑的製造方法進行說明。
[實施例1]
圖10是示出本發明的一實施例所涉及的含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法的流程圖。圖11是示出本發明的一實施例所涉及的含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法中的、各向異性導電黏合劑的製造步驟的流程圖。參照圖10以及圖11，對本發明的一實施例所涉及的含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法進行說明。
首先，藉由第一還原劑來徹底除去焊料顆粒的第一氧化膜(S110)。為了除去第一氧化膜，S110步驟需要在無氧環境下執行。例如，可以對第一溶劑投入上述第一還原劑和上述焊料顆粒，之後對第一溶劑施加熱。受到所施加的熱之後的上述第一還原劑使第一氧化膜還原而除去第一氧化膜。
上述第一還原劑可以包括與第一氧化膜發生反應的羧基。具體而言，上述第一還原劑可以包括選自由草酸(Oxalicacid)、丙二酸(Malonicacid)、戊二酸(Glutaricacid)、己二酸(Adipicacid)、庚二酸(Pimelicacid)、辛二酸(Subericacid)、壬二酸(Ezlaicacid)以及癸二酸(Sebacicacid)構成的組的至少一種物質。
接下來，將除去第一氧化膜後的上述焊料顆粒投入第二溶劑中(S120)。若第二溶劑與第一溶劑不同，則在從第一溶劑提取除去第一氧化膜後的上述焊料顆粒之後，投入到第二溶劑。若第二溶劑與第一溶劑相同，則可以省略S120步驟。
第一溶劑以及第二溶劑可以包括選自由乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、正丁醇、異丙醇、異丁醇、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、四氫呋喃、三乙基磷酸酯、三亞甲基磷酸鹽、己烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二惡烷和乙醚構成的組的至少一種物質。
接下來，在上述投入的焊料顆粒形成氧濃度比第一氧化膜低的第二氧化膜(S130)。在第二溶劑內，在除去第一氧化膜後的上述焊料顆粒表面形成適當厚度的第二氧化膜。換句話說，在上述焊料顆粒表面形成適當氧濃度的第二氧化膜。
第二氧化膜的氧濃度較佳相對於上述焊料顆粒和第二氧化 膜的總重量為25至95重量ppm。若第二氧化膜的氧濃度小於25重量ppm，則可能會由於第二氧化膜過薄而導致上述焊料顆粒的表面能量過高。由此，上述焊料顆粒可能會凝聚。該情況下，在部件安裝步驟中可能會發生短路。若第二氧化膜的氧濃度超過95重量ppm，則可能會由於第二氧化膜過厚而導致上述焊料顆粒過於穩定。由此，在部件安裝步驟中，上述焊料顆粒難以融合。
更佳，第二氧化膜的氧濃度相對於上述焊料顆粒和第二氧化膜的總重量為25至91重量ppm。在這樣的範圍內，在確保上述焊料顆粒的分散性的同時，還能夠提高可融合性。
進一步較佳，第二氧化膜的氧濃度相對於上述焊料顆粒和第二氧化膜的總重量為25至80重量ppm。在這樣的範圍內，在確保上述焊料顆粒的分散性的同時，可融合性達到最高。
按照具有適當氧濃度的第二氧化膜的形成方法，各向異性導電黏合劑的製造方法被劃分為濕式法(實施例1)、濕式-超音波法(實施例2)以及乾式法(實施例3)。在該濕式法中，將上述焊料顆粒和第二溶劑攪拌而形成具有適當氧濃度的第二氧化膜。第二溶劑內的溶解氧量根據攪拌時間不同。其中，用於形成適當氧濃度的攪拌時間會根據第二溶劑的溫度而不同。操作者能夠在提高第二溶劑的溫度之後，以比較短的時間執行攪拌而形成適當的氧濃度。反之，若第二溶劑的溫度不高，則操作者能夠以比較長的時間執行攪拌而形成適當的氧濃度。
在S130步驟中，第二氧化膜的厚度已達到最佳化，因此之後的步驟較佳在無氧的氣氛下執行。例如，較佳在惰性氣體氣氛、真空氣氛等下執行之後的步驟。
接下來，將上述焊料顆粒、間隔物、以及黏合樹脂混合而 製造各向異性導電黏合劑(S140)。S140步驟以如下方式進行。
首先，將形成有第二氧化膜的上述焊料顆粒和上述黏合樹脂混合而使形成有第二氧化膜的上述焊料顆粒均勻分散在上述黏合樹脂內(S141)。由於在S130步驟中形成了適當氧濃度的第二氧化膜，所以在S130步驟之後，上述焊料顆粒不會凝聚。
接下來，將分散有上述焊料顆粒的上述黏合樹脂和上述間隔物混合(S142)。
上述混合的間隔物的量較佳與上述黏合樹脂的體積相比為2至60vol%。
若上述間隔物以超過60vol%的量混合，則上述各向異性導電黏合劑內的上述黏合樹脂的量相對較少，在進行部件安裝步驟之後，上述各向異性導電黏合劑的接合強度可能會較低。另外，該情況下，由於上述各向異性導電黏合劑內的上述焊料顆粒的量也相對較少，所以在部件安裝步驟中可能不會生成牢固的焊料接合體。這也就是指上述各向異性導電黏合劑的導電性低而有可能導致其連接電阻不穩定。
若上述間隔物以小於2vol%的量混合，則在部件安裝步驟中間隔物有可能不會位於一部分上部端子與下部端子之間。由於上述一部分上部端子與下部端子之間的距離不會被間隔物維持，所以可能會比間隔物的大小更接近。因此在該情況下，整體上的接合厚度並不均勻。
接下來，對上述焊料顆粒、上述間隔物以及上述黏合樹脂混合第二還原劑(S143)。上述第二還原劑可以包括與第二氧化膜發生反應的羧基。具體而言，上述第二還原劑可以包括選自由草酸(Oxalicacid)、丙二酸(Malonicacid)、戊二酸(Glutaricacid)、己二酸(Adipicacid)、庚二酸(Pimelicacid)、辛二酸 (Subericacid)、壬二酸(Ezlaicacid)以及癸二酸(Sebacicacid)構成的組的至少一種物質。
上述混合的第二還原劑的量較佳與上述焊料顆粒的重量相比為超過0且小於2wt%。如上所述，為了提高融合速度，第二還原劑需要以微量被各向異性導電黏合劑包括。其中，若第二還原劑以上述焊料顆粒重量的2wt%以上包括在各向異性導電黏合劑中，則在部件安裝步驟中，上述第二還原劑與第二氧化膜反應過多，可能會生成過多的氧化殘留物以及水分。隨著氧化殘留物或水分的蒸發可能會在各向異性導電黏合劑中留下空洞。
更佳，上述混合的第二還原劑的量與上述焊料顆粒的重量相比為0.3至1.5wt%。在上述混合的第二還原劑的量為超過0且小於0.3wt%時，上述焊料顆粒的融合時間雖然也會縮短，但像先前技術(參照《先前技術》中的接合步驟)那樣達到10秒也是不容易的。若上述混合的第二還原劑的量超過1.5wt%，則雖然不會像第二還原劑的量為2wt%以上時那樣留下空洞，但形成空洞的可能性依舊存在。
進一步較佳，上述混合的第二還原劑的量與上述焊料顆粒重量相比為0.3至1wt%。若上述混合的第二還原劑的量在1wt%以下，則完全沒有形成空洞的可能性。最重要的是，就算上述混合的第二還原劑的量超過1wt%，上述焊料顆粒的融合時間也不會比該第二還原劑的量在1wt%以下時進一步縮短。
若S143步驟結束，則製造出膏狀的各向異性導電黏合劑。若上述製造出的膏塗覆在流延機的離型膜上，則能夠製造出膜狀的各向異性導電黏合劑。
可以在S110步驟與S120步驟之間有水分除去步驟。若第 一還原劑除去第一氧化膜，則可能會生成水分。這是因為第一還原劑的羧基可能會與第一氧化膜的氧發生反應。若在上述焊料顆粒的周邊存在水分，則在S141步驟中水分可能會與上述焊料顆粒一同混合到上述黏合樹脂中。由此，可能會製造出包括水分的各向異性導電黏合劑。這樣製造出的各向異性導電黏合劑若在部件安裝步驟中受熱，則水分會汽化而成為氣泡。氣泡會妨礙上述焊料顆粒的融合。另外，在氣泡生成在第二區域的情況下，也可能會引起下部端子之間、上部端子之間、或者焊料接合體之間的短路。
水分除去步驟可以以如下方式執行。將上述焊料顆粒的第一氧化膜在第一溶劑內除去之後，容納有上述焊料顆粒的第一溶劑可以被裝入真空加熱攪拌器中。若在真空加熱攪拌器內，上述焊料顆粒以及第一溶劑受熱並被攪拌，則能夠使水分汽化並脫泡。
[實施例2]
實施例2與實施例1的區別在於第二氧化膜形成方法。在該濕式-超音波法中，對投入了焊料顆粒的第二溶劑照射超音波而形成實施例1的具有適當氧濃度的第二氧化膜。
第二溶劑內的溶解氧量根據超音波的頻率以及超音波照射時間而不同。其中，用於形成適當氧濃度的超音波的頻率以及超音波照射時間會根據第二溶劑的溫度而不同。操作者能夠在提高第二溶劑的溫度之後，在比較低的頻率條件下，以比較短的時間執行超音波照射而形成適當的氧濃度。反之，若第二溶劑的溫度不高，操作者能夠在比較高的頻率條件下，以比較長的時間執行超音波照射而形成適當的氧濃度。
[實施例3]
實施例3與實施例1的區別在於第二氧化膜形成方法。在該乾式法中，投入了焊料顆粒的第二溶劑被裝入烘箱，而形成實施例1的具有適當氧濃度的第二氧化膜。這裡，烘箱是用於形成第二氧化膜的，因而不是真空烘箱。
投入了上述焊料顆粒的第二溶劑在烘箱內以事先規定的溫度放置事先規定的時間。操作者能夠自由設定烘箱內的溫度和放置時間。操作者可以將烘箱內的溫度設定得比較高，並將第二溶劑放置比較短的時間，從而形成適當的氧濃度。反之，操作者可以將烘箱內的溫度設定得比較低，並將第二溶劑放置比較長的時間，從而形成適當的氧濃度。
另外說明一下，若第一還原劑和形成有第一氧化膜的焊料顆粒被投入第一溶劑中，則除了羧基與第一氧化膜發生反應而生成的水分之外，還生成各種還原殘留雜物。濕式法或濕式-超音波法從能夠藉由第二溶劑的振動來除去S110步驟生成的還原殘留雜物這一點來看，比乾式法優異。下面，對製造例、比較例以及實驗例進行說明。
[製造例1：利用濕式-超音波法來形成第二氧化膜，直徑為10μm的間隔物]
準備了Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料顆粒(熔點：219℃，平均直徑：15μm)。作為黏合樹脂，準備了屬於熱固化樹脂的雙酚A型環氧樹脂。作為第一還原劑，準備了1,3-雙(3-羧基丙基)四甲基二矽氧烷(1,3-Bis(3-carboxypropyl)tetramethyldisiloxane)。作為間隔物，準備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，直徑為10μm)。並且，作為溶劑準備了甲苯。
上述焊料顆粒已被投入到溶劑中。上述焊料顆粒和溶劑的質量比為1：1。
接下來，將第一還原劑投入溶劑中，將投入了第一還原劑以及上述焊料顆粒的溶劑在150℃下加熱30分鐘。由此，除去了第一氧化膜。圖12的(a)以及圖12的(b)是示出在除去上述第一氧化膜之前的具有第一氧化膜的焊料顆粒的SEM圖像。另外，在除去第一氧化膜前測定了上述第一氧化膜的氧濃度，經測定上述第一氧化膜的氧濃度為130重量ppm。藉由對燃燒具有第一氧化膜的上述焊料顆粒而生成的氣體的濃度進行測定來測定第一氧化膜的氧濃度。
接下來，對常溫的溶劑照射了40MHz的超音波。將超音波照射時間從5分鐘變化到40分鐘而製造出多個試樣。多個試樣分別包括溶劑試樣以及溶劑試樣內的焊料顆粒試樣。形成在各焊料顆粒試樣的第二氧化膜的氧濃度如下面的表1所示。
表1的數據是對燃燒各焊料顆粒試樣而生成的氣體的濃度進行測定而得到的。圖13的(a)以及圖13的(b)是示出第二氧化膜的氧濃度為71重量ppm的焊料顆粒試樣的SEM圖像。比較圖12和圖13可以確認，圖13的焊料顆粒利用氧化膜的控制(第一氧化膜的除去以及第二氧化膜的形成)具有更粗糙的表面。
接下來，在從各溶劑試樣中提取各焊料顆粒試樣之後，與上述間隔物以及上述黏合樹脂混合。由此，製造出多個膏。多個膏分別由相對於膏的總重量的68wt%的上述焊料顆粒、26.9wt%的上述黏合樹脂、5wt%的上述間隔物以及0.1wt%的其 餘成分構成。上述間隔物的含量相對於上述黏合樹脂的體積為10vol%。
將多個膏塗覆在離型膜上，形成了多個膜。在形成多個膜的期間，為了除去混在多個膏中的微量溶劑，周圍溫度被維持在80℃。
對於所形成的多個膜，利用光學顯微鏡確認了上述焊料顆粒的分散性。其結果如下面的表2所示。
參照表2，可以確認在超音波照射時間為20分鐘以上時，上述焊料顆粒在上述黏合樹脂內分散。
參照表1以及表2，可以確認在超音波照射時間為20分鐘以上時，第二氧化膜的氧濃度達到25重量ppm以上，上述焊料顆粒分散。
[製造例2：利用濕式-超音波法來形成第二氧化膜，直徑為30μm的間隔物]
除了使用直徑為30μm的間隔物並將超音波照射時間設為30分鐘以外，按照與製造例1相同的方式來製造了一個膜。利用光學顯微鏡確認了上述焊料顆粒已在製造出的膜內分散。
[製造例3：利用乾式法來形成第二氧化膜]
按照與製造例1相同的方式除去第一氧化膜之後，投入了焊料顆粒的溶劑被裝入烘箱中。投入了上述焊料顆粒的溶劑在烘箱內在100℃下放置。將放置時間從2分鐘變化至30分鐘而 製造出多個試樣。形成在各焊料顆粒試樣的第二氧化膜的氧濃度如下面的表3所示。
這之後，按照與製造例1相同的方式製造了多個膜。對於多個膜，藉由光學顯微鏡確認了上述焊料顆粒的分散性。其結果如下面的表4所示。
參照表4，可以確認在放置時間為5分鐘以上時，上述焊料顆粒在上述黏合樹脂內分散。
參照表3以及表4，可以確認在放置時間為5分鐘以上時，第二氧化膜的氧濃度達到29重量ppm以上，上述焊料顆粒分散。
[比較例1：將間隔物除外]
除了將超音波照射時間設為30分鐘並且不對焊料顆粒以及黏合樹脂混合間隔物之外，按照與製造例1相同的方式製造了一個膜。利用光學顯微鏡確認了上述焊料顆粒已在製造出的膜內分散。
[比較例2：在去除第一氧化膜之後沒有形成第二氧化膜]
按照與製造例1相同的方式除去了第一氧化膜。然後，不進行超音波照射而直接混合了焊料顆粒以及黏合樹脂。除了不 進行超音波照射之外，按照與製造例1相同的方式製造了膜。利用光學顯微鏡確認了上述焊料顆粒未在製造出的膜內分散。
[實驗例1：評價是否短路]
關於在製造例1至3、比較例1以及2中製造出的膜，為了確認焊料顆粒是否引起短路，執行了部件安裝步驟。然後，進行了短路評價實驗。在製造例1至3的膜中利用光學顯微鏡來觀察時焊料顆粒未分散的膜並沒有被用於短路實驗。
準備了一對具有70μm的間距以及100μm的寬度(與間距垂直的方向)20的端子的FPCB。
在下部FPCB分別黏合了在製造例1至3、比較例1以及2中製造出的膜。在上述黏合的膜被上部FPCB覆蓋之後，Hot Bar在70℃下以0.2MPa對上部FPCB進行了初次熱壓接合。由此，上部FPCB與下部FPCB預接合。然後，Hot Bar在245℃下以1MPa對上部FPCB進行了10秒鐘的二次熱壓接合。
進行短路評價實驗的結果為在利用比較例1以及2中製造的膜而接合的FPCB發生了短路。在利用製造例1至3中製造的膜而接合的FPCB沒有發生短路。
圖14的(a)示出在利用製造例1至3中製造出的膜中的任意一個膜來執行部件安裝之後所拍攝的焊料接合體的光學顯微鏡圖像。圖14的(b)示出在利用比較例2中製造出的膜來執行部件安裝之後所拍攝的焊料接合體的光學顯微鏡圖像。在圖14的(b)中出現了在圖14的(a)中沒有出現的焊料接合體之間的橋。因此，可以確認若除去焊料顆粒的第一氧化膜，則焊料顆粒的表面能量升高從而焊料顆粒凝聚，並且在部件安裝步驟中發生短路。另外，可以確認若適當地控制焊料顆粒的氧化膜，則能夠防止焊料顆粒的凝聚，並且能夠在部件安裝步驟中防止短路。
在比較例1中，雖然焊料顆粒的分散性並不差，但也發生了短路。這是因為在二次熱壓接合步驟中，先形成焊料凸起，然後焊料凸起中的一部分洩漏到第二區域。因此，可以確認間隔物防止構成焊料凸起的熔融焊料從第一區域向第二區域洩露。
圖15的(a)是示出利用在製造例1中製造的膜中的任意一個膜而接合的FPCB的光學顯微鏡圖像。圖15的(b)是示出利用在製造例2中製造的膜而接合的FPCB的光學顯微鏡圖像。在圖15的(a)中，接合厚度是間隔物的直徑亦即10μm。並且，在圖15的(b)中，接合厚度是間隔物的直徑亦即30μm。因此，可以確認能夠根據間隔物的大小來調節接合厚度。
[實驗例2：評價是否融合]
對於在實驗例1中接合的FPCB，利用光學顯微鏡確認了焊料顆粒是否融合。
對於利用在製造例1中按照超音波照射時間來製造的膜而接合的FPCB，各焊料顆粒是否融合如下面的表5所示。
參照表5，可以確認在超音波照射時間為35分鐘以下時，焊料顆粒融合。並且，還可以確認若超音波照射時超過35分鐘，則出現上述的第一問題。
下面的表6是將表1、表2以及表5合併而成的。
參照表6可以確認，在超音波照射時間為20至35分鐘時，第二氧化膜的氧濃度達到25至90重量ppm，從而焊料顆粒在黏合樹脂內分散，並且在部件安裝步驟中與上部端子和下部端子融合。另外，可以確認在超音波照射時間為20至33分鐘時，第二氧化膜的氧濃度達到25至80重量ppm，從而焊料顆粒會更加穩定地融合。
對於利用在製造例3中按照放置時間來製造的膜而接合的FPCB，各焊料顆粒是否融合如下面的表7所示。
參照表7，可以確認在放置時間為8分鐘以下時，焊料顆粒融合。並且，還可以確認若放置時間超過8分鐘，則出現上述的第一問題。
下面的表8是將表3、表4以及表7合併而成的。
【表8】
參照表8，可以確認在放置時間為5至8分鐘時，第二氧化膜的氧濃度達到29至91重量ppm，從而焊料顆粒在黏合樹脂內分散，並且在部件安裝步驟中與上部端子和下部端子融合。另外，可以確認在放置時間為5至6分鐘時，第二氧化膜的氧濃度達到29至78重量ppm，從而焊料顆粒更穩定地融合。
[製造例4：製造包括低熔點焊料顆粒的各向異性導電黏合劑]
對於作為低熔點焊料顆粒的Sn-58Bi(熔點：139℃)，按照與製造例3相同的方式製造了膜。其中，在除去第一氧化膜時加熱溶劑的溫度為100℃，超音波照射時間為30分鐘。對於製造出的膜，利用光學顯微鏡確認了低熔點焊料顆粒在黏合樹脂內分散。
[實驗例3：評價是否短路以及是否融合]
對於在製造例4中製造出的膜，按照與實驗例1相同的方式執行了部件安裝步驟。其中，在進行二次熱壓接合時施加於上部FPCB的熱的溫度為145℃。
按照與實驗例1相同的方式評價是否短路，最終確認了在利用製造出的膜來接合的部件中，未發生短路。
按照與實驗例2相同的方式評價是否融合，最終確認了低熔點焊料顆粒被穩定地融合。
對於本發明，參照圖式中示出的實施例而進行了說明，但 這只是示例性的，若為所屬領域中具有通常知識者則應當能夠理解可以實施基於這些實施例的多種變形以及等同的其他實施例。因此，本發明所要保護的權利範圍應根據隨附的申請專利範圍來確定。

Claims (15)

  1. 一種含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，包括以下步驟：利用第一還原劑來除去焊料顆粒的第一氧化膜的步驟；以及將前述焊料顆粒、間隔物以及黏合樹脂混合而製造各向異性導電黏合劑的步驟。
  2. 如請求項1所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中前述間隔物包括選自由聚合物微球、聚合物顆粒、無機顆粒以及它們的混合物構成的組的至少一種物質。
  3. 如請求項2所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中前述聚合物微球包括選自由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯亞胺、聚丙烯以及聚異丁烯構成的組的至少一種物質。
  4. 如請求項2所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中前述聚合物顆粒包括聚四氟乙烯或者聚乙烯。
  5. 如請求項2所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中前述無機顆粒包括選自由氧化鋁、二氧化矽、玻璃以及碳化矽構成的組的至少一種物質。
  6. 如請求項1所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在製造前述各向異性導電黏合劑的步驟中，以前述黏合樹脂的體積為準，前述間隔物以2至60vol%來混合。
  7. 如請求項1所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在除去前述第一氧化膜的步驟與製造前述各向異性導電黏合劑的步驟之間還包括以下步驟：將除去前述第一氧化膜後的前述焊料顆粒投入到溶劑中 的步驟；以及在所投入的前述焊料顆粒上形成氧濃度比前述第一氧化膜低的第二氧化膜的步驟。
  8. 如請求項7所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在形成前述第二氧化膜的步驟中，以前述焊料顆粒和前述第二氧化膜的總重量為準，形成25至95重量ppm的前述第二氧化膜。
  9. 如請求項7所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在形成前述第二氧化膜的步驟中，攪拌前述焊料顆粒和前述溶劑，以形成前述第二氧化膜。
  10. 如請求項7所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在形成前述第二氧化膜的步驟中，對投入有前述焊料顆粒的前述溶劑照射超音波，以形成前述第二氧化膜。
  11. 如請求項7所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在形成前述第二氧化膜的步驟中，將投入有前述焊料顆粒的前述溶劑裝入並放置在烘箱中，以形成前述第二氧化膜。
  12. 如請求項7所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在製造前述各向異性導電黏合劑的步驟中，對前述焊料顆粒、前述間隔物以及前述黏合樹脂進一步混合第二還原劑。
  13. 如請求項12所記載之含間隔物的各向異性導電黏合劑的製造方法，其中在製造前述各向異性導電黏合劑的步驟中，以前述焊料顆粒的重量為準，前述第二還原劑以大於0且小於2wt%來混合。
  14. 一種利用間隔物的部件安裝方法，包括以下步驟： 利用第一還原劑來除去焊料顆粒的第一氧化膜的步驟；將前述焊料顆粒、間隔物以及黏合樹脂混合而製造各向異性導電黏合劑的步驟；使前述各向異性導電黏合劑位於具有上部端子的上部基板與具有下部端子的下部基板之間的步驟；對前述上部基板進行初次熱壓接合，以使前述上部基板與前述下部基板預接合的步驟；以及對前述上部基板進行二次熱壓接合，以使前述焊料顆粒熔融並且使前述黏合樹脂固化，以接合前述上部基板與前述下部基板的步驟；在進行前述二次熱壓接合的步驟中，前述上部基板被熱壓接合，但藉由位於前述上部端子與前述下部端子之間的前述間隔物來維持前述上部端子與前述下部端子之間的距離。
  15. 如請求項14所記載之利用間隔物的部件安裝方法，其中在進行前述二次熱壓接合的步驟中，前述間隔物防止已熔融的前述焊料顆粒脫離前述上部端子與下部端子之間的區域。
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