TW202413567A - 各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法 - Google Patents

各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法 Download PDF

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笹崎裕城
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日商迪睿合股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法,上述各向異性導電膜於進行高壓安裝之情形時,抑制導通電阻值上升,於各向異性導電膜與端子之間不會產生空隙,可長期保持連接可靠性。 本發明之各向異性導電膜包含:(A)環氧樹脂、(B)熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑、(C)(甲基)丙烯酸酯單體、及(D)自由基聚合起始劑,且玻璃轉移溫度為85℃以上,最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下。

Description

各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法
本發明係關於一種各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法。
作為將電子零件與電路基板等接著之手段,廣泛使用各向異性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)。作為該各向異性導電膜,就接著性及連接可靠性之觀點而言,使用包含環氧樹脂之各向異性導電膜。
又,為了降低施加於剛性基板之端子部等之熱應力(thermal stress),要求降低各向異性導電膜中之熱壓接合溫度。進而,就提昇生產性之觀點而言,亦期望縮短壓接時間。針對此種要求,亦提出有一種使用於低溫、短時間內能夠硬化之自由基聚合性(甲基)丙烯酸化合物代替環氧樹脂之各向異性導電膜。
進而,使用自由基聚合性(甲基)丙烯酸化合物之各向異性導電膜於接著性方面尚有改善之餘地,因此亦提出有一種併用環氧樹脂與自由基聚合性(甲基)丙烯酸化合物之各向異性導電膜(例如參照專利文獻1~4)。
近年來,為了使藉由各向異性導電膜進行接著而成之連接結構體之導通電阻值變得穩定,期望以6 MPa左右之高壓對以往以3~4 MPa左右進行壓接而成者進行安裝。然而,若藉由以往使用之各向異性導電膜進行高壓安裝,則由於對於膜之連接部之壓入量變多,安裝後所壓入之膜因彈性而回復之應力亦較大,從而導致如下等問題:於電路基板之端子側面之周邊產生空隙(剝離),或者於環境試驗後,接著強度降低,或者空隙變寬而導通電阻值上升。  [先前技術文獻]  [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-127776號公報  [專利文獻2]日本特開2007-224228號公報  [專利文獻3]日本特開2021-93357號公報  [專利文獻4]日本特開2021-88645號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明係鑒於上述所完成者,其目的在於提供一種各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法,上述各向異性導電膜即便於進行高壓安裝之情形時,亦抑制導通電阻值上升,於各向異性導電膜與端子之間不會產生空隙,可長期保持連接可靠性。  [解決課題之技術手段]
本發明人等基於上述課題進行了深入研究,結果發現藉由具有下述構成之各向異性導電膜、連接結構體及連接結構體之製造方法,能夠解決上述課題,從而完成本發明。
即,本發明包括以下內容。  [1]一種各向異性導電膜,其包含:  (A)環氧樹脂、  (B)熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑、  (C)(甲基)丙烯酸酯單體、及  (D)自由基聚合起始劑,  該各向異性導電膜之玻璃轉移溫度為85℃以上,且  最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下。  [2]如請求項1所記載之各向異性導電膜,其包含(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂,且  各向異性導電膜中之(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂之摻合比率為20~60質量%。  [3]如請求項1所記載之各向異性導電膜,其包含(C')(甲基)丙烯酸酯低聚物,且  (C)(甲基)丙烯酸酯單體與(C')(甲基)丙烯酸酯低聚物之質量摻合比為10:90~70:30。  [4]如請求項1所記載之各向異性導電膜,其包含(F)填料,且  各向異性導電膜中之(F)填料之摻合比率為1~15質量%。  [5]如請求項2所記載之各向異性導電膜,其中,(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂為苯氧基樹脂。  [6]如請求項1所記載之各向異性導電膜,其包含(G)導電性粒子。  [7]一種連接結構體,其係將第1電子零件與第2電子零件藉由請求項1所記載之各向異性導電膜進行連接而成。  [8]一種連接結構體之製造方法,其包括於第1電子零件與第2電子零件之間介置請求項1所記載之各向異性導電膜並進行壓接之步驟。  [發明之效果]
根據本發明,可獲得一種各向異性導電膜,上述各向異性導電膜即便於進行高壓安裝之情形時,導通電阻值亦優異,不會產生因壓入所造成之空隙,長期具有較高之連接可靠性。
以下,詳細地對本發明之實施方式進行說明。本發明並不限定於以下記載,各構成要素可於不脫離本發明之主旨之範圍進行適當變更。
[各向異性導電膜]  本發明之各向異性導電膜包含:(A)環氧樹脂、(B)熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑、(C)(甲基)丙烯酸酯單體、及(D)自由基聚合起始劑,且玻璃轉移溫度為85℃以上,最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下。
(A)環氧樹脂  作為環氧樹脂,可使用:雙酚A型環氧樹脂、或雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三苯酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂等。於對各向異性導電膜賦予良好之低溫快速硬化性之情形時,作為環氧樹脂,較佳為使用1分子中具有2個以上之環氧丙基之脂環型環氧樹脂。所使用之環氧樹脂可為液狀,亦可為固體狀,還可併用2種以上。作為環氧樹脂,可較佳地例示:二環氧丙基六氫雙酚A、3,4-環氧環己烯基甲基-3',4'-環氧環己烯羧酸酯、二環氧聯環己烷。其中,就可確保硬化物之透光性,且快速硬化性亦優異之觀點而言,較佳為二環氧丙基六氫雙酚A,特佳為二環氧聯環己烷。
關於各向異性導電膜中之環氧樹脂之含量,於樹脂成分之合計量中,較佳為2質量%以上,進而較佳為4質量%以上,特佳為6質量%以上。又,關於各向異性導電膜中之環氧樹脂之含量,於樹脂成分及硬化劑成分之合計量中,較佳為35質量%以下,進而較佳為30質量%以下,特佳為20質量%以下。藉由將環氧樹脂之含量設為上述範圍,可實現較高之接著強度、及於低溫、短時間內之壓接。
(B)熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑  本發明之各向異性導電膜包含熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑。藉由使用熔點為60℃以上者作為環氧樹脂硬化劑,各向異性導電性膜之保存穩定性提昇。熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑較佳為於常溫時不發生反應,而於安裝時之壓接溫度反應在短時間內進行、結束之潛在性硬化劑。
作為熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑,只要熔點為60℃以上,且作為環氧樹脂之硬化劑發揮功能,則並無特別限定,可例示:胺系、咪唑系、醯肼系、三氟化硼-胺錯合物、鋶鹽、胺醯亞胺、二氰二胺鹽、及該等之改質物。作為熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑,較佳為二胺基二苯甲烷、間苯二胺、二胺基二苯基碸等。熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑可組合使用2種以上,就各向異性導電膜之保存穩定性之觀點而言,與熔點未達60℃之環氧樹脂硬化劑之併用欠佳。
各向異性導電膜中之熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑之含量較佳為0.5質量%以上,進而較佳為0.8質量%以上,特佳為1質量%以上。各向異性導電膜中之熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑之含量較佳為5質量%以下,進而較佳為4質量%以下,特佳為3.5質量%以下。藉由將熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑之含量設為處於上述範圍,於低溫、短時間內亦可表現出較高之接著性。
(C)(甲基)丙烯酸酯單體  本發明之各向異性導電性膜包含(甲基)丙烯酸酯單體。於本說明書中,(甲基)丙烯酸酯單體作為包括丙烯酸酯單體及甲基丙烯酸酯單體之用語來使用。藉由各向異性導電性膜包含(甲基)丙烯酸酯單體,可實現低溫、短時間之壓接。(甲基)丙烯酸酯單體較佳為具有2個官能基者。又,就調整接著強度之觀點而言,本發明之各向異性導電性膜較佳為除(甲基)丙烯酸酯單體以外,還包含(甲基)丙烯酸酯低聚物。
作為(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯低聚物,例如可例示:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(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、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、磷酸酯型(甲基)丙烯酸酯、雙苯氧基乙醇茀二(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸三(2-羥基乙基)酯三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、鄰苯二甲酸二環氧丙基醚(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-1,3-二(甲基)丙烯醯氧基丙烷、2,2-雙[4-((甲基)丙烯醯氧基甲氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、異氰尿酸三[(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、及胺酯(甲基)丙烯酸酯。
各向異性導電膜中之(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯低聚物之合計含量較佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上,特佳為15質量%以上。各向異性導電膜中之(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯低聚物之合計含量較佳為60質量%以下,進而較佳為50質量%以下,特佳為40質量%以下。藉由將(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯低聚物之合計含量設為處於上述範圍,於低溫、短時間內亦可表現出較高之接著性。
於併用(甲基)丙烯酸酯單體與(甲基)丙烯酸酯低聚物之情形時,摻合比(質量)較佳為10:90~70:30。
(D)自由基聚合起始劑  本發明之各向異性導電膜包含自由基聚合起始劑。作為自由基聚合起始劑,只要於安裝時之熱壓接合溫度產生游離自由基,可使(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯低聚物之聚合反應進行,則並無特別限定,可進行適當選擇。
作為自由基聚合起始劑,例如可列舉:過氧化化合物、偶氮系化合物。作為過氧化化合物,較佳為有機過氧化物,例如可列舉:月桂醯基過氧化物、丁基過氧化物、苄基過氧化物、二月桂醯基過氧化物、二丁基過氧化物、過氧化二碳酸酯、苯甲醯基過氧化物。該等可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。
各向異性導電膜中之自由基聚合起始劑之含量較佳為1質量%以上,進而較佳為3質量%以上,特佳為5質量%以上。各向異性導電膜中之自由基聚合起始劑之含量較佳為20質量%以下,進而較佳為18質量%以下,特佳為15質量%以下。藉由將自由基聚合起始劑之含量設為處於上述範圍,於低溫、短時間內亦可表現出較高之接著性。
(E)成膜樹脂  本發明之各向異性導電膜包含成膜樹脂。作為成膜樹脂,例如可列舉:苯氧基樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、胺酯(urethane)樹脂、丁二烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚烯烴樹脂。該等可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。作為成膜樹脂,較佳為玻璃轉移溫度為100℃以上者,特佳為玻璃轉移溫度為100℃以上之苯氧基樹脂。藉由包含玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂,易於將各向異性導電膜之玻璃轉移溫度調整成85℃以上,於可靠性試驗中,可抑制接著強度降低或導通電阻值上升。
就成膜性之觀點而言,成膜樹脂之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)較佳為10000以上,進而較佳為15000以上,特佳為20000以上。重量平均分子量(Mw)之上限較佳為80000以下,進而較佳為70000以下,特佳為60000以下。成膜樹脂之聚苯乙烯換算之Mn可藉由凝膠滲透層析(GPC)法進行測定,使用標準聚苯乙烯之校準曲線進行計算。
各向異性導電膜中之成膜樹脂之含量較佳為20質量%以上,進而較佳為25質量%以上,特佳為30質量%以上。各向異性導電膜中之成膜樹脂之含量較佳為60質量%以下,進而較佳為55質量%以下,特佳為50質量%以下。
(F)填料  本發明之各向異性導電膜較佳為包含填料。藉由含有填料,易於進行最低熔融黏度之調整,可防止高壓安裝時產生空隙。
作為填料,例如可列舉:二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂等無機氧化物;氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁等無機氫氧化物;碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋅、碳酸鋇等無機碳酸鹽;硫酸鈣、硫酸鋇等無機硫酸鹽;矽酸鈣等無機矽酸鹽;氮化鋁、氮化硼、氮化矽等無機氮化物。作為填料,較佳為二氧化矽。填料之大小較佳為10 nm~2 μm。
各向異性導電膜中之填料之摻合量較佳為0.5質量%以上,進而較佳為1質量%以上,特佳為2質量%以上。各向異性導電膜中之填料之含量較佳為30質量%以下,進而較佳為20質量%以下,特佳為15質量%以下。
(G)導電性粒子  本發明之各向異性導電膜包含導電性粒子。作為導電性粒子,可使用各向異性導電膜中所使用之公知之導電性粒子。作為導電性粒子,例如可列舉:鎳、鐵、銅、鋁、錫、鉛、鉻、鈷、銀、金等金屬之粒子;該等金屬之合金之粒子;於金屬氧化物、碳、石墨、玻璃、陶瓷、樹脂等粒子之表面被覆有金屬之被覆粒子等。於使用於樹脂粒子之表面被覆有金屬之金屬被覆樹脂粒子之情形時,作為樹脂粒子之材料,例如可列舉:環氧樹脂、酚樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂、苯并胍胺(benzoguanamine)樹脂、二乙烯苯系樹脂、苯乙烯系樹脂等。再者,關於導電性粒子,只要不對連接後之導通性能造成障礙,為了避免端子間發生短路風險,導電粒子可為於導電性粒子之表面進而被覆有絕緣薄膜者、或亦可為使絕緣粒子附著於表面者等實施了絕緣處理者。該等導電性粒子可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。
導電性粒子之平均粒徑較佳為1 μm以上,進而較佳為2 μm以上。又,導電性粒子之平均粒徑較佳為10 μm以下,進而較佳為7 μm以下。導電性粒子之平均粒徑例如可藉由掃描式電子顯微鏡觀察(SEM)進行觀察,對複數個(n≧10)導電性粒子測定粒徑,計算其平均值。或者,亦可為使用影像型粒度分佈測定裝置(作為例,為FPIA-3000(Malvern公司))測得之測定值(N=1000以上)。
各向異性導電膜中之導電性粒子之含量並無特別限定,可根據目的適當決定,較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上。就獲得特定之各向異性導電性之觀點而言,導電性粒子之含量之上限較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下。
(H)其他成分  本發明之各向異性導電膜可包含矽烷偶合劑。藉由含有矽烷偶合劑,可提昇與無機材料之界面接著性。作為矽烷偶合劑,可例示具有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧基、巰基、胺基、異氰酸基、脲基、咪唑基者。矽烷偶合劑可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。
於本發明之各向異性導電膜中,矽烷偶合劑之含量較佳為0.1質量%以上5質量%以下之比率。
本發明之各向異性導電膜可根據需要進而包含其他成分。作為該成分,例如可列舉:表面改質劑、阻燃劑、著色劑等於接著劑組成物之製造中所使用之公知之添加劑。
(I)各向異性導電膜之物性  本發明之各向異性導電膜之玻璃轉移溫度為85℃以上。藉由各向異性導電膜之玻璃轉移溫度為85℃以上,可於可靠性試驗中,抑制接著強度降低或導通電阻值上升。為了將各向異性導電膜之玻璃轉移溫度設為85℃以上,較佳為使用玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂。
本發明之各向異性導電膜之最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下。藉由各向異性導電膜之最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下,可防止高壓安裝時產生空隙。為了將各向異性導電膜之最低熔融黏度設為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下,較佳為摻合填料。各向異性導電膜之最低熔融黏度特佳為30,000 Pa·s以上80,000 Pa·s以下。
[各向異性導電膜之構成]  本發明之各向異性導電膜可由單層構成,亦可由複數層構成。於由複數層構成之情形時,各向異性導電膜可例示:由本發明之各向異性導電膜層、及絕緣層構成之積層膜;以及由本發明之各向異性導電膜層、絕緣層、及第2各向異性導電膜層構成之積層膜等。第2各向異性導電膜層可為本發明之各向異性導電膜,亦可為與本發明不同之各向異性導電膜。
各向異性導電膜例如可藉由將本發明之各向異性導電膜之構成材料視需要與有機溶劑混合而製成混合組成物後,塗佈於剝離基材上,進而進行乾燥,形成各向異性導電膜層來製造。混合組成物之塗佈可使用棒式塗佈機等塗佈裝置來實施。可使用刮刀法等公知之各向異性導電膜之塗佈方式。於製造由複數層構成之各向異性導電膜之情形時,可將上述塗佈、乾燥之步驟反覆實施複數次。或者,可個別地製造,藉由層壓等積層。
剝離基材只要為可支持各向異性導電膜,並且可於所需之時點自各向異性導電膜剝離之膜狀物,則並無特別限定。作為剝離基材之材料,例如可使用:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯;聚丙烯(PP)等聚烯烴;聚-4-甲基戊烯-1(PMP)、聚四氟乙烯(PTFE)等塑膠材料。又,剝離基材可為於與各向異性導電膜接合之側之表面具有剝離層之基材,剝離層例如可包含聚矽氧樹脂或聚烯烴樹脂等剝離劑。
剝離基材之厚度並無特別限定,較佳為100 μm以下,更佳為80 μm以下,進而較佳為60 μm以下,進而更佳為50 μm以下。剝離基材之厚度之下限並無特別限定,於各向異性導電膜之製造時,就狹縫加工時之操作性之觀點而言,較佳為8 μm以上。
本發明之各向異性導電膜之厚度並無特別限定,可根據目的適當決定,較佳為1 μm以上,更佳為2 μm以上,進而較佳為3 μm以上。各向異性導電膜之厚度之上限並無特別限定,較佳為50 μm以下,更佳為40 μm以下,進而較佳為30 μm以下,進而更佳為20 μm以下,特佳為10 μm以下。於由複數層積層而成之情形時,設為除絕緣層以外之合計之厚度。
各向異性導電膜可以具有特定之寬度之方式進行狹縫加工。於狹縫加工時,為了防止因切削碎屑等使接著劑層受到污染,可於其露出表面設置覆蓋膜。此情形時之厚度可根據目的進行適當選擇。覆蓋膜可使用於各向異性導電膜之狹縫加工時所使用之公知之膜。覆蓋膜作為除狹縫等製造步驟以外還用於連接使用之製品,為了防止使用時之污染,可與剝離基材分開設置。於此情形時,覆蓋膜較佳為具有剝離性,厚度較佳為與剝離基材相同,或比剝離基材薄。
本發明之各向異性導電膜即便於高壓力下進行安裝之情形時,亦抑制導通電阻值上升,於各向異性導電膜與所連接之電子零件之端子之間不會產生空隙,可長期保持連接可靠性。
[連接結構體]  可使用本發明之各向異性導電膜,製造將電子零件彼此接著而成之連接結構體。本發明包含將第1電子零件與第2電子零件藉由本發明之各向異性導電膜連接而成之連接結構體。
作為第1電子零件,例如可為一般之PWB,可列舉:剛性基板、玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板、FPC等,又,作為第2電子零件,可列舉:FPC、IC晶片、除IC晶片以外之半導體元件等。電子零件並無特別限制,連接結構體之用途亦無特別限制。例如,可用於行動資訊終端,亦可用於車輛用電性安裝。於本發明中,作為一例,可製造FOB、FOG、FOP、FOF、COG、COP等常用之連接結構體。
[連接結構體之製造方法]  本發明之連接結構體之製造方法只要可製造藉由本發明之各向異性導電膜將第1電子零件與第2電子零件連接而成之連接結構體,則並無特別限定。對於製造本發明之連接結構體之方法,以下例示一例。
於一實施方式中,本發明之連接結構體之製造方法包括:於第1電子零件與第2電子零件之間介置本發明之各向異性導電膜並進行壓接之步驟。
首先,將第1電子零件載置於載置台,於其上設置本發明之各向異性導電膜,其次,載置第2電子零件。此處,在載置於載置台之第1電子零件上設置本發明之各向異性導電膜後,以使第1電子零件之電極與第2電子零件之電極相對向之方式進行對位,藉由壓接工具自第2電子零件側實施暫時壓接。暫時壓接時之溫度、壓力及時間可根據具體之設計進行適當決定,例如可設為60~80℃、0.5~2 MPa、0.5~2秒。藉由於實施下述正式壓接之前實施暫時壓接,可使電子零件彼此(各個零件之導通部彼此)更加精確地進行對位而連接,故而較佳。藉由進行暫時壓接,可期待以更高壓力進行按壓之正式壓接時之位置偏移得到抑制。
於暫時壓接後,藉由壓接工具自第2電子零件側實施正式壓接。正式壓接時之溫度、壓力及時間設為使用各向異性導電膜將電子零件接著時所使用之公知之任意之條件即可,可根據具體之設計進行適當決定。例如即便是低溫(例如160℃以下)、短時間(例如10秒以下)、且高壓力(例如6 MPa)下之壓接,亦可使第1電子零件與第2電子零件良好地接著。
再者,不分暫時壓接與正式壓接之別,均可於第2電子零件與壓接工具之間設置緩衝材料(例如緩衝片)。關於緩衝材料,包括是否使用該緩衝材料在內,均可根據電子零件之組合進行適當調整、決定。
關於本發明之各向異性導電膜,於壓接時,存在於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間之導電性粒子之捕捉效率較高,因此即便於減少了導電性粒子向各向異性導電膜中之摻合量之情形時,亦可將電阻抑制得較低。  [實施例]
以下,舉出實施例,具體地對本發明進行說明。但,本發明並不限定於以下所示之實施例。於以下說明中,只要無特別說明,則表示量之「份」及「%」分別意指「質量份」及「質量%」。
[使用材料]  -環氧樹脂-  環氧樹脂(EP828,Japan Epoxy Resin股份有限公司製造)  -熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑-  二胺基二苯甲烷(二胺基二苯甲烷(DDM),東京化成工業股份有限公司製造)  -熔點未達60℃之環氧樹脂硬化劑-  2-乙基-4-甲基-咪唑(2E4MZ,四國化成股份有限公司製造)  -(甲基)丙烯酸酯單體-  聚乙二醇二丙烯酸酯(A-200,新中村化學工業股份有限公司製造)  -(甲基)丙烯酸酯低聚物-  胺酯丙烯酸酯(U-2PPA,新中村化學工業股份有限公司製造)  -自由基聚合起始劑-  二月桂醯基過氧化物(PEROYL(註冊商標)L,日本油脂股份有限公司製造)  -成膜樹脂-  苯氧基樹脂(FX-293,Nippon Steel Chemical & Material股份有限公司製造,Tg:158℃)  苯氧基樹脂(FX-316,Nippon Steel Chemical & Material股份有限公司製造,Tg:68℃)  -填料-  二氧化矽(Aerosil(註冊商標)R202,日本Aerosil股份有限公司製造)  -導電性粒子-  鎳粒子(Micropearl Au,積水化學工業股份有限公司製造,平均粒徑3 μm)
[實施例1]  -接著性組成物之製備-  將(甲基)丙烯酸酯低聚物30質量份、(甲基)丙烯酸酯單體50質量份、環氧樹脂20份、熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑3質量份、自由基聚合起始劑12質量份、苯氧基樹脂(FX-293)100質量份、填料20質量份及導電性粒子5質量份添加至溶劑150份中,均勻地混合,獲得接著劑組成物。
-各向異性導電膜之製作-  準備PET膜(厚度50 μm)作為剝離基材。於該剝離基材上,以使乾燥後之接著劑層之厚度成為35 μm之方式,均勻地塗佈接著劑組成物。其後,於60℃乾燥5分鐘,於剝離基材上形成接著劑層,獲得各向異性導電膜。
-連接結構體之製作-  使用玻璃基板、FPC及上述各向異性導電膜,製作連接結構體。將各向異性導電膜切割成特定寬度之長條,貼附於玻璃基板,於所貼附之各向異性導電膜上暫時固定FPC後,使用被覆有四氟乙烯(平均厚度50 μm)作為緩衝材料之加熱工具,於溫度160℃、壓力6 MPa、5秒進行壓接,完成連接結構體。
-導通電阻之評價-  關於FPC與玻璃基板之連接狀態,使用數位萬用錶,測定初始及環境試驗後之導通電阻(Ω)。環境試驗設定溫度85℃、濕度85%、時間500 hr之條件。  導通電阻值未達5 Ω時評價為「○」;為5 Ω以上且未達10 Ω時評價為「△」;為10 Ω以上時評價為「×」。實用上為「△」以上即可,較佳為「○」。
-接著強度之評價-  針對連接結構體,藉由90度剝離試驗測定接著強度。詳細而言,對FPC及硬化物以長度成為1.0 cm之方式切出切口,以夾具抓持該長度1.0 cm之FPC,於室溫(25℃),以50 mm/分鐘之速度剝離直至FPC於垂直方向上自玻璃基板剝離,測定剝離時之負載(N/cm)。再者,測定使用Tensilon試驗機(Orientec股份有限公司製造:STA-1150)。又,針對環境試驗後(溫度85℃、濕度85%、時間500 hr)之連接結構體,同樣地評價接著強度。  接著強度為10 N/cm以上時評價為「○」;為5 N/cm以上且未達10 N/cm時評價為「△」;未達5 N/cm時評價為「×」。實用上為「△」以上即可,較佳為「○」。
-剝離評價-  針對連接結構體,藉由電子顯微鏡,目視評價各向異性導電膜與FPC之端子有無剝離。又,針對環境試驗後(溫度85℃,濕度85%,時間500 hr)之連接結構體,亦同樣地評價剝離。  圖1係使用各向異性導電膜之連接結構體之概略剖視圖。如圖1所示,連接結構體係將FPC 10與玻璃基板20藉由各向異性導電膜30連接而成者,未圖示之玻璃基板20之端子與FPC 10之端子11藉由導電性粒子31電性連接。圖1(a)係端子11與各向異性導電膜30無空隙地密接之狀態,評價為「○」;圖1(b)係於端子11之側面產生了空隙40之狀態,評價為「△」;圖1(c)係於端子11之側面及至下方產生了空隙40之狀態,評價為「×」。實用上為「△」以上即可,較佳為「○」。
-玻璃轉移點之評價-  藉由A&D股份有限公司製造之動態黏彈性測定機RHEOVIBRON對各向異性導電膜之玻璃轉移點進行測定。關於玻璃轉移點,將各向異性導電膜投入至200℃之烘箱中3小時,而對完全硬化者進行測定。  於測定溫度:-10℃~200℃、升溫速度:3℃/分鐘、頻率:11 Hz進行測定。將玻璃轉移點為85℃以上者評價為「○」;將未達85℃者評價為「×」。
-最低熔融黏度-  製作將各向異性導電膜重疊成300 μm之厚度而成之片材,使用熔融黏度計(Thermo Fisher Scientific公司製造),測定最低熔融黏度。  於升溫速度:10℃/分鐘、頻率1 Hz、加壓壓力1 N、測定溫度範圍30~180℃進行測定。  最低熔融黏度為30,000 Pa·s以上80,000 Pa·s以下時評價為「○」;為20,000 Pa·s以上且未達30,000 Pa·s時、大於80,000 Pa·s且為90,000 Pa·s以下時評價為「△」;未達20,000 Pa·s、或大於90,000 Pa·s時評價為「×」。實用上為「△」以上即可,較佳為「○」。
-膜壽命-  使用於55℃放置24 Hr後之膜,製作連接結構體,評價接著強度。為10 N/cm以上時評價為「○」;為5 N/cm以上且未達10 N/cm時評價為「△」;未達5 N/cm時評價為「×」。
將各向異性導電膜之配方及評價結果示於表1中。
[表1]
      實施例 比較例
      1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6
FX-293(Tg:158℃) Nippon Steel Chemical & Material公司製造 苯氧基樹脂 100 100 100 115 85 100 100 0 120 80 100
FX-316(Tg:68℃) Nippon Steel Chemical & Material公司製造 苯氧基樹脂 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0
EP828 Japan Epoxy Resins公司製造 環氧樹脂 20 5 65 20 20 0 70 20 20 20 20
R202 Aerosil公司製造 無機填料 20 20 20 5 35 20 20 20 0 40 20
U-2PPA 新中村化學公司製造 丙烯酸酯低聚物 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
A-200 新中村化學公司製造 丙烯酸酯單體 50 65 5 50 50 70 0 50 50 50 50
PEROYL L 日油公司製造 有機過氧化物 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
二胺基二苯甲烷(DDM) 固體環氧硬化劑 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0
2E4MZ 四國化成公司製造 液狀環氧硬化劑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3
Ni粒子 導電性粒子 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
膜中之成膜樹脂之比率(質量%) 40 40 40 46 34 40 40 40 48 32 40
膜中之填料之比率(質量%) 8 8 8 2 14 8 8 8 0 16 8
初始接著強度(160℃-6 MPa-5 sec) ×
環境試驗後接著強度(85℃/85% 500 H) × ×
初始導通電阻值(160℃-6 MPa-5 sec) × × ×
環境試驗後導通電阻值(85℃85% 500 H) × × × × ×
初始之剝離(空隙) × ×
環境試驗後之剝離(空隙)(85℃85% 500 H) × × × ×
最低熔融黏度 × ×
玻璃轉移點 ×
膜壽命(55℃24 h老化) × ×
[實施例2]~[實施例5]  將環氧樹脂、丙烯酸酯單體、丙烯酸酯低聚物、苯氧基樹脂、及填料之摻合量變更為表1所示之配方而製作各向異性導電膜,以與實施例1同樣之條件製作連接結構體,進行評價。將結果示於表1中。
[比較例1~6]  將環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯酸酯低聚物、填料之摻合量、苯氧基樹脂之種類及摻合量、及環氧樹脂硬化劑之種類變更為表1所示之配方而製作各向異性導電膜,以與實施例1同樣之條件製作連接結構體,進行評價。將結果示於表1中。
確認到使用包含環氧樹脂、熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑、(甲基)丙烯酸酯單體及自由基聚合起始劑,且玻璃轉移溫度為85℃以上,最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下之實施例1~5之各向異性導電膜之連接結構體於初始及環境試驗後均無剝離,或為實用上無問題之水準,並且接著強度及導通電阻值於初始及環境試驗後亦均為能夠實用之水準。
另一方面,關於不含環氧樹脂之比較例1,於環境試驗後產生了剝離,接著強度降低。又,關於不含(甲基)丙烯酸酯單體之比較例2,自初始起便產生了剝離,接著強度及導通電阻值亦均非能夠實用之水準。又,關於玻璃轉移點未達85℃之比較例3,於環境試驗後導通電阻上升,剝離亦變大。再者,於專利文獻4(日本特開2021-88645號公報)等中作為成膜樹脂所使用之苯氧基樹脂(YP-50、YD-019,Nippon Steel Chemical & Material股份有限公司製造)之玻璃轉移溫度亦低至84℃、85℃,使用該苯氧基樹脂之各向異性導電膜之玻璃轉移溫度亦未能達到85℃以上,成為與比較例3同樣之結果。
進而,關於最低熔融黏度未達20,000 Pa·s之比較例4,由於最低熔融黏度較低,因此於安裝時,膜之壓入量變多,產生了剝離,導通電阻亦上升。又,關於最低熔融黏度大於90,000 Pa·s之比較例5,由於最低熔融黏度過大,因此於安裝時,導電性粒子未被壓扁,而導通電阻值變高。又進而,確認到關於使用熔點未達60℃之環氧樹脂硬化劑之比較例6,由於環氧樹脂硬化劑之穩定性較低,因此膜壽命降低。
又,按照實施例1之配方,將安裝壓力變更為3 Mpa、8 Mpa而製作安裝結構體,將評價結果示於表2中。根據表2,確認到本發明之各向異性導電膜能夠用於以3 Mpa~8 Mpa之壓力進行安裝之情形。
[表2]
      實施例1(壓力範圍)
      6 MPa 3 MPa 8 MPa
FX-293(Tg:158℃) Nippon Steel Chemical & Material公司製造 苯氧基樹脂 100 100 100
FX-316(Tg:68℃) Nippon Steel Chemical & Material公司製造 苯氧基樹脂 0 0 0
EP828 Japan Epoxy Resins公司製造 環氧樹脂 20 20 20
R202 Aerosil公司製造 無機填料 20 20 20
U-2PPA 新中村化學公司製造 丙烯酸酯低聚物 30 30 30
A-200 新中村化學公司製造 丙烯酸酯單體 50 50 50
PEROYL L 日油公司製造 有機過氧化物 12 12 12
二胺基二苯甲烷(DDM) 固體環氧硬化劑 3 3 3
2E4MZ 四國化成公司製造 液狀環氧硬化劑 0 0 0
Ni粒子 導電性粒子 5 5 5
初始接著強度(160℃-5 sec)
環境試驗後接著強度(85℃/85% 500 H)
初始導通電阻值(160℃-5 sec)
環境試驗後導通電阻值(85℃85% 500 H)
初始之剝離(空隙)
環境試驗後之剝離(空隙)(85℃85% 500 H)
最低熔融黏度
玻璃轉移點
膜壽命(55℃24 h老化)
10:FPC 11:端子 20:玻璃基板 30:各向異性導電膜 31:導電性粒子 40:空隙
[圖1]係使用各向異性導電膜製造連接結構體時之概略剖視圖。

Claims (8)

  1. 一種各向異性導電膜,其包含: (A)環氧樹脂、 (B)熔點為60℃以上之環氧樹脂硬化劑、 (C)(甲基)丙烯酸酯單體、及 (D)自由基聚合起始劑, 該各向異性導電膜之玻璃轉移溫度為85℃以上,且 最低熔融黏度為20,000 Pa·s以上90,000 Pa·s以下。
  2. 如請求項1之各向異性導電膜,其包含(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂,且 各向異性導電膜中之(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂之摻合比率為20~60質量%。
  3. 如請求項1之各向異性導電膜,其包含(C')(甲基)丙烯酸酯低聚物,且 (C)(甲基)丙烯酸酯單體與(C')(甲基)丙烯酸酯低聚物之質量摻合比為10:90~70:30。
  4. 如請求項1之各向異性導電膜,其包含(F)填料,且 各向異性導電膜中之(F)填料之摻合比率為1~15質量%。
  5. 如請求項2之各向異性導電膜,其中,(E)玻璃轉移溫度為100℃以上之成膜樹脂為苯氧基樹脂。
  6. 如請求項1之各向異性導電膜,其包含(G)導電性粒子。
  7. 一種連接結構體,其係將第1電子零件與第2電子零件藉由請求項1之各向異性導電膜連接而成。
  8. 一種連接結構體之製造方法,其包括於第1電子零件與第2電子零件之間介置請求項1之各向異性導電膜並進行壓接之步驟。
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