TW557237B - Coated conductive particle, coated conductive particle manufacturing method, anisotropic conductive material, and conductive connection structure - Google Patents

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Yoshikazu Yoneda
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Description

557237 A7 ____B7_ 五、發明說明(/ ) [技術領域] 關於在連接可靠性優異之被覆導電性微粒子、被覆導 電性微粒子之製造方法、異向性導電材料、以及導電連接 構造體。 [背景技術] 具有金屬表面之粒子除了可做爲各種之樹脂塡充材、 改質劑來使用以外,尙可做爲導電性微粒子而混合於黏結 劑(binder)樹脂中,而在液晶顯示器、個人電腦、行動通訊 機器等之電子製品中,使得半導體元件等之小型電機構件 以電氣方式連接於基板上、或是使得基板與基板做電連接 而當做所謂的異向性導電材料來使用。 近年來,伴隨電子儀器與電子構件之小型化,基板等 之配線變得細微化,所以也開始謀求導電性微粒子之微粒 子化與粒徑精度之提升。爲了確保高連接可靠性,必須增 加異向性導電材料中之導電性微粒子之配合量,但對於此 種具有微細配線之基板等而言,有因爲鄰接之導電性微粒 子彼此發生橫向導通等,造成鄰接電極間出現短路的問題 。爲了解決此問題,乃提出一種異向性導電材料,其係使 用著以絕緣體來被覆導電性微粒子之表面所成之被覆導電 性微粒子。 做爲上述以絕緣體來被覆導電性微粒子之表面的方法 ,可舉出例如日本專利特開平4-362104號公報所記載之在 導電性微粒子之存在下進行界面聚合、懸浮聚合、乳化聚 合等,藉由樹脂來微膠囊化之方法;於特開昭62-40183號 一______3 __ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557237 A7 _____— _____ 五、發明說明(1 ) 公報中係記載著利用將導電性微粒子分散於樹脂溶液中後 乾燥之浸漬(dipping)法來微膠囊化之方法;於特開平7_ 105716號公報中係記載著利用噴霧乾燥(spray dry)、雜化 (hybridization)之方法;其他尙已知有利用真空蒸鍍等之方 法。 惟’藉由上述方法要使得絕緣被覆層之厚度維持一定 有其困難,又,有時複數個導電性微粒子同時受被覆。使 用被覆導電性微粒子來進行導電連接之情況,即使對導電 性微粒子之粒子徑做高度的被覆,由於絕緣被覆層之厚度 不均一,所以藉由熱、壓力來固定於電極間之際壓力無法 均等地傳遞’容易引發導通不良。例如,上述雜化所進行 之絕緣被覆之形成方法,係以物理性的力量使得成爲被覆 層之絕緣粒子附著於導電性微粒子之表面,所以無法在導 電性微粒子之表面以單層的方式形成被覆層,絕緣被覆層 之厚度的控制變得困難,又,樹脂粉末會因爲加熱或摩擦 熱所產生之熱衝擊而熔融、變形,所以要進行均一的被覆 是困難的事。又’由於樹脂微粉末與金屬表面的接觸面積 變大,所以使用在液晶元件般之難以施加熱、壓力的元件 之情況下,絕緣被覆層難以被去除,其結果,有出現導通 不良之問題。 於特開平4-259766號公報以及特開平3-112011號公 報中,係記載著使得絕緣粒子藉由靜電相互作用或雜化法 來微弱地附著於導電性微粒子表面而做成被覆導電性微粒 子。但是此等方法所得之被覆導電性微粒子中之絕緣粒子 __4____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: •線- 557237 A7 ___ B7____ 五、發明說明(3 ) 與導電性微粒子之結合力僅取決於凡得瓦爾(Van der waals) 力或靜電力所以非常的弱,絕緣粒子會因爲分散於黏結劑 或與鄰接粒子之接觸而剝落,有無法確保充分絕緣性之問 題。 又,使得上述被覆導電性微粒子分散於黏結劑樹脂中 來製作異向性導電性材料的情況下,以往係在黏結劑樹脂 或溶劑等中使用具有非相溶性被覆層之被覆導電性微粒子 。例如,在特開平4_362104號公報中,係揭示了一種金屬 微粒子之聚合物被覆方法,其特徵在於,在金屬微粒子之 表面形成一相對於黏結劑樹脂爲不相溶之均聚物膜或共聚 物膜。於特開昭62-40183號公報中,係揭示了一種連結片 ’其特徵在於,在熱熔融型(熱熔型)絕緣性接著劑分散導 電性微粒子之連結片中,將該導電性微粒子以不溶於熱熔 融型絕緣性接著劑之樹脂來被覆。於特開平7-105716號公 報中,係揭示了一種絕緣粒子,其特徵在於,係由絕緣性 芯材、於該絕緣性芯材之表面所形成之導電性層、以及將 該導電性層之面積的0.1〜99.9%加以被覆之絕緣層所構成 〇 惟’若在黏結劑樹脂使用具有非相溶性之被覆層的導 電性微粒子,則黏結劑樹脂與被覆導電性微粒子之界面的 密合性差’於黏結劑中所分散之被覆導電性微粒子容易發 生層分離等’有安定性變差之問題存在。尤其是使用熱固 性樹脂做爲黏結劑樹脂之異向導電性薄膜與異向導電性黏 接著劑的情況’由於黏結劑樹脂與被覆導電性微粒子之界 一 _ 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
P Ίόι、·- -線· 557237 A7 __B7___ _ 五、發明說明(/ ) 面的密合性低,所以藉由熱壓接方式使得黏結劑樹脂硬化 之後,黏結劑樹脂與被覆導電性微粒子之界面會發生剝離 ,有無法確保長期的連接安定性與可靠性之問題。又,基 於確保電極間或液晶面板間之空間的目的而在密封劑等之 黏結劑樹脂中分散被覆導電性微粒子後進行熱壓接的情況 下,形成被覆層之樹脂由於在黏結劑樹脂中無相溶性,所 以也有熱熔融之被覆樹脂滲出而將電極、液晶等加以污染 之問題。 [發明之簡單說明] 本發明之目的在於提供一種在連接可靠性優異之被覆 導電性微粒子、被覆導電性微粒子之製造方法、異向性導 電材料、以及導電連接構造體。 第1本發明係一種被覆導電性微粒子,其係由:具有 導電性金屬所構成之表面的粒子、用以將該具有導電性金 屬所構成之表面的粒子之表面加以被覆之絕緣粒子所構成 ;該絕緣粒子係透過對於該導電性金屬具有鍵結性之官能 基(A)而於該具有導電性金屬所構成之表面的粒子做化學鍵 結,以形成單層之被覆層。該具有導電性金屬所構成之表 面的粒子,以由樹脂所構成之核心粒子以及於該核心粒子 之表面所形成之導電性金屬層而成者爲佳。該絕緣粒子之 平均粒徑以爲具有導電性金屬所構成之表面的粒子之平均 粒徑的1/10以下爲佳,粒徑之CV値以20%以下爲佳,又 表面積之20%以下與具有導電性金屬所構成之表面的粒子 之表面做接觸乃爲所希望者。又,該絕緣粒子亦可較具有 _ 6____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 線. 557237 A7 ____B7___ 五、發明說明(f ) 導電性金屬所構成之表面的粒子爲軟,此時,亦可爲交聯 樹脂。另一方面,該絕緣粒子亦可較具有導電性金屬所構 成之表面的粒子爲硬。再者,該絕緣粒子以帶有正電荷爲 佳,由具有銨基或鎏基之樹脂所構成者爲佳。上述對於金 屬具有鍵結性之官能基(A)以硫醇基或硫醚基爲佳。 被覆導電性微粒子之方法亦爲本發明之一,係用以製 造第1本發明之被覆導電性微粒子,其至少具有:於有機 溶劑以及/或是水中,使得絕緣粒子藉由凡得瓦爾力或靜電 相互作用而於具有導電性金屬所構成之表面的粒子上凝集 之製程1 ;使得具有導電性金屬所構成之表面的粒子與絕 緣粒子做化學鍵結之製程2。 第2本發明係一種異向性導電材料,係第1本發明之 被覆導電性微粒子分散於絕緣性之黏結劑樹脂中所成者。 該黏結劑樹脂以可藉由熱以及/或是光而硬化之黏接著劑爲 佳。又,被覆導電粒子中之絕緣粒子所具有之官能基與黏 結劑樹脂中之官能基進行化學鍵結爲佳,此時,可與該黏 結劑樹脂中之官能基做化學鍵結之被覆導電性微粒子中之 絕緣粒子所具有之官能基以環氧基爲佳。該異向性導電材 料以異向導電性接著劑爲佳。 第3本發明係一種導電連接構造體,係藉由第1本發 明之被覆導電性微粒子或是第2本發明之異向性導電材料 做導電連接而成者。 [圖式之簡單說明] 圖1係用以顯示實施例中所使用之具有梳形圖案之矽 _ _7_ 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 .A7 __B7__ 五、發明說明(6 ) 晶圓基板之示意圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [發明之詳細說明] 以下詳述本發明。 第1本發明之被覆導電性微粒子,其係由:具有導電 性金屬所構成之表面的粒子(以下也稱爲金屬表面粒子)、 用以將該金屬表面粒子加以被覆之絕緣粒子所構成。藉由 以絕緣粒子來被覆金屬表面粒子之表面,則使用第1本發 明之被覆導電性微粒子來進行基板等之導電連接的情況下 ,即使是具有微細的配線之基板等,也不會有鄰接之導電 性微粒子彼此在橫方向之導通等發生,又,藉由在縱方向 施加熱與壓力來進行熱壓接,可使得金屬表面粒子之金屬 表面露出而可確實地導通。 _線· 做爲上述金屬表面粒子只要最表層係由導電性之金屬 所構成者即可並無特別限定,可舉出例如僅由金屬所構成 之粒子;於有機化合物或無機化合物所構成之核心粒子之 表面以蒸鍍、鍍敷、塗佈等來形成金屬層而成之粒子;將 金屬之微細粒子導入絕緣性之核心粒子之表面所成之粒子 等。其中,在樹脂所構成之核心粒子的表面形成導電性金 屬層者,當本發明之被覆導電性微粒子使用於異向性導電 材料之時,由於在電極間之壓接時會變形而增加接合面積 ,所以其連接安定性之特點乃爲所希望者。 做爲上述金屬只要具有導電性即可並無特別限定,可 舉出例如金、銀、銅、舶、辞、鐵、錫、鉛、錦、銘、姻 、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鍺、釓、矽等之金屬或ITO、焊 ___ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 κι ___Β7__ 五、發明說明(Ί ) 料等之金屬化合物。 上述金屬層可爲單層結構亦可爲複數層所構成之積層 結構。由積層結構所構成之情況下,最外層由金所構成較 佳。藉由以金來構成最外層,可提升耐蝕性且接觸電阻也 小,所以所得之被覆導電性微粒子更爲優異。 做爲在樹脂所構成之核心粒子的表面形成導電性金屬 層之方法並無特別限定,可舉出例如物理性金屬蒸鍍法、 化學性化學鍍法等之週知的方法,基於製程的簡便性起見 ,以化學鍍法爲適宜。做爲以化學鍍法所形成之金屬層, 可舉出例如金、銀、銅、粗鉑、鈀、鎳、铑、釕、鈷、錫 以及該等之合金等,惟於本發明之被覆導電性微粒子中, 基於能高密度地形成均一的被覆之理由,金屬層之一部分 或全部利用化學鑛鎳來形成者較佳。 做爲於金屬層之最外層形成金屬之方法並無特別限定 ,可舉出例如化學鍍、置換鍍敷、電鍍、濺鍍等之已知的 方法等。 上述金屬層之厚度並無特別限定,較佳之下限爲 0_005μιη、較佳之上限爲Ιμηι。若未滿0.005μιη,有時無法 得到導電層所應有之充分效果,若超過Ιμιη,所得之被覆 導電性微粒子之比重會變得過高,由樹脂所構成之核心粒 子之硬度將不復爲可充分變形之硬度。更佳之下限爲 Ο.ΟΙμτη,更佳之上限爲〇.3μηι。 又,將上述金屬層之最外層做成金層的情況下,金層 厚度之較佳下限爲Ο.ΟΟΙμηι,較佳上限爲0.5μηι。若未滿 ____9___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: -線· 557237 A7 ___ B7______ 五、發明說明(5 ) Ο.ΟΟΙμιη,有時要均一地被覆金屬層有其困難,無法期待 耐蝕性與接觸電阻値之提升效果,若超過〇·5μηι,達到其 效果所需之成本過爲昂貴。更佳之下限爲〇·〇1μηι,更佳之 上限爲Ο.ίμηι。 當上述金屬表面粒子由有機化合物之核心粒子與在該 核心粒子之表面所形成之金屬層來構成之情況下,做爲該 核心粒子並無特別限定,可舉出例如聚乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯、聚異丁烯、聚丁二烯等之聚烯烴類、聚甲基丙烯 酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等之丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸烷 二醇酯、聚硼類、聚碳酸酯、聚醯胺、苯酚甲醛樹脂等之 苯酚樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等之三聚氰胺樹脂、苯并鳥 糞胺甲醛樹脂等之苯并鳥糞胺樹脂、脲甲醛樹脂、環氧樹 脂、(不)飽和聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚礪、 聚二苯醚、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚酮、 聚醚碉等所構成之者。當中,使用具有乙烯性不飽和基之 各種聚合性單體之1種或2種以上聚合而成之樹脂,可容 易得到適度的硬度,故爲所希望者。 上述具有乙烯性不飽和基之聚合性單體,可爲非交聯 性之單體亦可爲交聯性之單體。 做爲該非交聯性之單體,可舉出例如苯乙烯、α—甲 基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯等 之苯乙烯系單體;(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐等之 含羧基之單體;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、( 甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2—乙 ___10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210>< 297^釐) "" " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 557237 A7 _ B7___ 五、發明說明(7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基己酯 '(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟酯、(甲 基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異 冰片酯、乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、 (甲基)丙烯酸五氟丙酯等之(甲基)丙烯酸烷酯類;(甲基)丙 烯酸2—羥基乙酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、聚環氧乙烷(甲 基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等之含氧原子之(甲 基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯腈等之含青單體;甲基乙烯醚 、乙基乙烯醚、丙基乙烯醚等之乙烯醚類;醋酸乙烯、丁 酸乙烯、月桂酸乙烯、硬脂酸乙烯、氟化乙烯、氯化乙烯 、丙酸乙烯等之酸乙烯酯類;乙烯、丙烯、丁烯、甲基戊 烯、異戊二烯、丁二烯等之不飽和烴類等。 -線- 做爲上述交聯性之單體,可舉出例如四羥甲基甲烷四( 甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲 基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯 、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯 酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等之多官能(甲基)丙烯酸酯 類;三烯丙基(異)氰酸酯、三烯丙基三甲酸酯、二乙烯苯 、二烯丙基酞酸酯、二烯丙基丙烯醯胺、二烯丙醚等;r 一(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、三甲氧基烯丙基苯 乙烯、乙烯三甲氧基矽烷等之含矽烷單體;酞酸等之二羧 酸類;二胺類;二烯丙基肽酸酯、苯并鳥糞胺、三烯丙基 異氰酸酯等。 上述核心粒子之平均粒徑的較佳下限爲〇.5μηι,較佳 __η_ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 557237 A7 ___^B7___ ___ 五、發明說明(β ) 上限爲ΙΟΟμηι。若未滿0.5μιη,則於形成金屬層之際谷易 發生凝集,使用發生凝集之核心粒子所製造之被覆導電性 微粒子有時會引發鄰接電路間之短路;若超過10(^m ’所 得之被覆導電性微粒子之金屬層容易剝落’可靠性變差° 更佳之下限爲Ιμηι,更佳之上限爲20μηι。又,上述核心粒 子之平均粒徑可將使用光學顯微鏡、電子顯微鏡、庫爾特 計數器(Coultei* ccnmtei:)等所測量之粒徑做統計學之處理而 算出。 上述核心粒子之平均粒徑的變動係數以1〇%以下爲佳 。若超過10%,則要以所得之被覆導電性微粒子來任意地 控制相對向之電極間隔有其困難。又,此處所說之變動係 數,係將從粒徑分布所得之標準偏差除以平均粒徑所得之 數値。 上述核心粒子之10%K値之較佳下限爲lOOOMPa,較 佳上限爲15000MPa。若未滿lOOOMPa,由於所得之被覆 樹脂微粒子之強度不充分,當壓縮變形時會發生粒子之破 壞而無法發揮做爲導電材料之功能;若超過15000MPa, 有時會對電極造成損傷。更佳之下限爲2000MPa,更佳之 上限爲lOOOOMPa。又,上述之10%K値,可使用微小壓縮 試驗器(例如島津製作所製造PCT-200等),以其直徑50μηι 之鑽石製圓柱所構成之平滑壓接端面來將粒子以壓縮速度 2.6mN/秒、最大試驗負荷10g之條件做壓縮,測定此時之 壓縮位移(mm),利用下述式來算出。 K 値(N/mm2) = (3/,2) · F · S_3/2 · R-1/2 __12_ 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂: 557237 A7 _—_B7__ 五、發明說明(") F :粒子之10%壓縮變形之負荷値(N) S :粒子之10%壓縮變形之壓縮位移(mm) R :粒子之半徑(mm) 又,爲了得到1〇%Κ値滿足上述條件之核心粒子,核 心粒子以使得具有上述乙烯性不飽和基之聚合性單體做聚 合得到之樹脂來構成爲佳,此時,做爲構成成分之交聯性 單體以含有至少20重量%以上爲更佳。 上述核心粒子之回復率以20%以上爲佳。若未滿20% ,則將所得之被覆導電性微粒子做壓縮的情況下,經過變 形後無法回復到原狀,有出現連接不良之虞。更佳爲40% 以上。又,此處所說之回復率,係對粒子施加9.8mN之負 荷後之回復率。 做爲上述絕緣粒子,只要具有絕緣性即可並無特別限 定,可舉出例如由絕緣性樹脂所構成者,以及由氧化矽等 之絕緣性無機物所構成者等。其中以絕緣性樹脂所構成者 爲佳。該絕緣性樹脂並無特別限定,可舉出例如於上述核 心粒子所使用之樹脂等。該等樹脂可單獨使用亦可用2 種以上。 上述絕緣粒子之粒徑,係依據金屬表面粒子之粒徑與 被覆導電性微粒子之用途而不同,惟以金屬表面粒子之粒 徑的1/10以下爲佳。若超過1/10,絕緣粒子之粒徑會變得 過大,無法期待使用金屬表面粒子之效果。又,只要低於 1/10,則利用異質(hetero)凝集法來製造本發明之被覆導電 性微粒子之際,可高效率地於金屬表面粒子上吸附絕緣粒 _____13___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: -1線- A7 557237 ____B7_ 五、發明說明(A ) 子。又,將本發明之被覆導電性微粒子當作異向性導電材 料來使用之情況,該絕緣粒子之粒徑以5〜lOOOnm爲佳。 若未滿5nm,則鄰接之被覆導電性微粒子間之距離會較電 子之跳動(hopping)距離爲小,漏洩變得容易發生;若超過 lOOOnm,有時於熱壓接之際所需要的壓力與熱會變得過大 。更佳爲10〜500nm。 又,爲了使得小的絕緣粒子可進入被大的絕緣粒子所 被覆之間隙來提升被覆密度,亦可倂用粒徑不同之2種以 上之絕緣粒子。此時,小的絕緣粒子之粒徑以大的絕緣粒 子之粒徑的1/2以下爲佳,又,小的絕緣粒子之數量以大 的絕緣粒子之數量的1M以下爲佳。 上述絕緣粒子之粒徑的CV値以20%以下爲佳。若超 過20%,所得之被覆導電性微粒子之被覆層的厚度會變得 不均一,在電極間進行熱壓接之際不易施加均一的壓力, 有引起導通不良之虞。又,粒徑之CV値能以下述式子來 算出。 粒徑之CV値(%)=粒徑之標準偏差/平均粒徑><10〇 做爲上述粒徑之測定方法,可在被覆金屬表面粒子之 前以粒度分布計等來測定,被覆後能以SEM照片之圖像解 析等來測定。 上述絕緣粒子之表面積的20%以下與金屬表面粒子之 表面做接觸爲佳。若超過20%,上述絕緣粒子之變形會變 大,所得之被覆導電性微粒子之被覆層的厚度會變得不均 一,又,絕緣粒子與金屬表面粒子之鍵結力會變得過強, ___14_ _ I紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· --線· 557237 A7 ____B7 五、發明說明(η ) 即使在電極間做壓接仍無法排除絕緣粒子,有引起導通不 良之虞。又,關於下限並無特別限定,當絕緣粒子與金屬 表面粒子係以例如鏈長度長之聚合物等來連結時’實質上 爲〇亦無妨。 上述絕緣粒子以具有正電荷者爲佳。若具有正電荷’ 則可使用後述之異質凝集法來進行與金屬表面粒子之鍵結 ,又,由於絕緣粒子彼此會出現靜電排斥,所以可抑制絕 緣粒子相互之凝集,可形成單層之被覆層。亦即,當絕緣 粒子帶正電時,絕緣粒子會在金屬表面粒子上以單層來附 著。又,當此種正電荷係起因於銨基或鎏基時,亦具有後 述之對於金屬具有鍵結性之官能基(A)的作用,絕緣粒子容 易直接和金屬表面粒子之表面金屬形成化學鍵。是以’該 絕緣粒子以具有銨基或鎏基之樹脂來形成爲佳。其中,以 具有鎏基之樹脂來形成爲更佳。 具有正電荷之絕緣粒子可舉出絕緣粒子之製造時混入 具有正電荷之聚合性單體所得者、以具有正電荷之自由基 起始劑來進行聚合所得者、使用具有正電荷之分散安定劑 或乳化劑所製造者等。該等方法亦可2種以上倂用。當中 又以使用具有正電荷之聚合性單體之方法、使用自由基起 始劑之方法爲適宜。 做爲具有正電荷之聚合性單體·,可舉出例如甲基丙烯 酸N,N—二甲基胺基乙酯、氯化N,N—三甲基一2—甲基丙 烯醯基氧基乙銨等之含有銨基之單體、甲基丙烯酸苯基二 甲基鎏甲基硫酸鹽等之具有鎏基之單體等。上述具有正電 ___15_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •tre, 線· A7 557237 五、發明說明(冷) 荷之自由基起始劑,可舉出例如2,2’一偶氮二丨2 一甲基一 N—[2—(1 一羥基丁基)]一丙醯胺}、2,2’一偶氮二[2 — (2 — 脒唑啉一2—基)丙烷]、2,2’一偶氮二(2—胺基丙烷)以及該 等之鹽類等。 於第1本發明之被覆導電性微粒子中,金屬表面粒子 與絕緣粒子係透過對金屬具Γ有鍵結性之官能基(A)做化學鍵 結。藉由化學鍵結’則相較於僅利用凡得瓦爾力與靜電力 之鍵結,鍵結力會較強’可防止於黏結劑樹脂等混練之際 絕緣粒子剝落,或是將被覆導電性微粒子當作異向性導電 材料使用時因與鄰接粒子接觸造成絕緣粒子剝落所產生之 漏洩情形。又,此化學鍵結僅於金屬表面粒子與絕緣粒子 之間形成,絕緣粒子彼此則不會鍵結’所以絕緣粒子所形 成之被覆層爲單層。也因此’只要金屬表面粒子與絕緣粒 子使用粒徑接近者,即可輕易地使得本發明之被覆導電性 微粒子之粒徑均一化。 做爲官能基(Α)只要可和金屬形成離子鍵、共價鍵、配 位鍵則無特別限定,可舉出例如矽烷基、砂醇基、竣基、 胺基、銨基、硝基、羥基、羰基、硫醇基、磺酸基、鎏基 、硼酸基、噁唑啉基、吡咯烷酮基、磷酸基、腈基等。當 中,以可進行配位鍵結之官能基爲佳,具有S、Ν、Ρ原子 之官能基爲適宜。例如,當金屬爲金的情況,以具有可對 金形成配位鍵結之S原子之官能基爲佳’尤其是以硫醇基 、硫醜基爲佳。 使用官能基(Α)使得金屬表面粒子與絕緣粒子做化學鍵 16___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 A7 ___B7_ 五、發明說明(G) 結之方法並無特別限定,可舉出例如1)將表面具有官能基 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (A) 之絕緣粒子導入金屬表面粒子之表面的方法;2)將具有 官能基(A)與反應性官能基(B)之化合物導入金屬表面,之 後以一階段或多階段之反應來使得反應性官能基(B)與絕緣 粒子反應而鍵結之方法等。 於上述1)之方法中,有關表面具有官能基(A)之絕緣 粒子的製作方法並無特別限定,可舉出例如於絕緣粒子之 製造時混入具有官能基(A)之單體的方法;以化學鍵結之方 式對絕緣粒子之表面導入官能基(A)之方法;將絕緣粒子之 表面做化學處理以改質成爲官能基(A)之方法;將絕緣粒子 之表面以電漿等改質成爲官能基(A)之方法等。 上述2)之方法,可舉出例如使得同一分子內具有官能 基(A)以及羥基、羧基、胺基、環氧基、甲矽烷基、矽醇基 、異氰酸酯基等之反應性官能基(B)而成之化合物與金屬表 面粒子進行反應,接著,使得表面具有可與反應性官能基 (B) 形成共價鍵之官能基的有機化合物粒子進行反應之方法 等。此種同一分子內具有官能基(A)與反應性官能基(B)之 化合物,可舉出例如2 —胺基乙烷硫醇、對胺基苯硫吩等 。若使用2—胺基乙烷硫醇,則金屬表面粒子之表面可透 過SH基來鍵結2 —胺基乙烷硫醇,對於一側之胺基讓例如 表面具有環氧基或羧基等之絕緣粒子反應,藉此可使得金 屬表面粒子與絕緣粒子進行鍵結。 使用第1本發明之被覆導電性微粒子來進行電極間之 接合時,係藉由加熱與加壓做熱壓接以使得金屬表面粒子 _______17__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 557237 _B7___ 五、發明說明(卜) 之金屬表面露出而進彳了導通。此處所說之金屬表面露出’ 係金屬表面粒子之金屬表面不受絕緣粒子之妨礙可直接與 電極相接之狀態。又,熱壓接之條件依異向性導電材料中 之被覆導電性微粒子之密度以及連接電子零件之種類等並 無特別限定,通常係於120〜220 °C的溫度下,以 9·8χ104〜4.9xl06Pa的壓力來進行。 金屬表面粒子之金屬表面露出的態樣,可考慮以下三 種態樣。 第1態樣,係藉由熱壓接令絕緣粒子熔融,使得金屬 表面粒子之金屬表面露出。 第2態樣,係藉由熱壓接令絕緣粒子變形,使得金屬 表面粒子之金屬表面露出。 第3態樣,係藉由熱壓接讓金屬表面粒子與絕緣粒子 剝離,使得金屬表面粒子之金屬表面露出。 當中,又以第2態樣使得金屬表面粒子之金屬表面露 出來進行導電連接爲佳。第1態樣之情況,熔融後之粒子 會滲出,而污染到黏結劑樹脂與基板,或是熔融波及到用 以將鄰接之被覆導電性微粒子間做絕緣之被覆層而無法展 現充分之絕緣性,以第3態樣而言,當熱壓接時之金屬表 面粒子與絕緣粒子於壓接方向並排的情況下,有時絕緣粒 子會夾在金屬表面粒子與基板之間無法剝離,從而導致連 接可靠性降低。 採用何種態樣使得金屬表面粒子之金屬表面露出來進 行導電連接取決於熱壓接條件等,通常,可藉由金屬表面 __18___ 本、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A^規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 ΚΙ _____Β7____ 五、發明說明(ΙΊ ) 粒子之硬度與絕緣粒子之硬度的相對關係來控制。此處所 說之粒子硬度,係在熱壓接條件下之相對硬度,例如當相 較於金屬表面粒子,絕緣粒子之軟化溫度較低,在熱壓接 條件下僅絕緣粒子會軟化的情況下,可說絕緣粒子較軟。 當絕緣粒子較金屬表面粒子軟的情況,通常係利用上 述第1或第2態樣來使得金屬表面粒子之金屬表面露出以 進行導電連接。亦即,例如在絕緣粒子方面使用熔點較熱 壓接溫度爲低者的情況下,在熱壓接條件下絕緣粒子較軟 ,絕緣粒子會熔融流動,金屬表面粒子之金屬表面會露出 。又,當在絕緣粒子方面使用熔點較熱壓接溫度爲高但軟 化溫度較熱壓接溫度爲低者的情況下,在熱壓接條件下絕 緣粒子較軟,絕緣粒子會變形被壓潰,金屬表面粒子之金 屬表面會露出。做爲熔點較熱壓接溫度爲高但軟化溫度較 熱壓接溫度爲低者可舉出例如交聯樹脂、天然橡膠、合成 橡膠等之橡膠等。 另一方面,當絕緣粒子較金屬表面粒子爲硬的情況下 ,通常係利用上述第3態樣使得金屬表面粒子之金屬表面 露出來進行導電連接。亦即,若將此種被覆導電性微粒子 配置於電極間進行熱壓接,則受到壓接之影響,於金屬表 面粒子與絕緣粒子之間被施加應力,此應力若超過化學鍵 結之鍵結力則絕緣粒子會自金屬表面粒子脫離而使得金屬 表面粒子之金屬表面露出。 上述金屬表面粒子之硬度與絕緣粒子之硬度的相對關 係,當例如在金屬表面粒子方面使用由樹脂所構成之核心 — _19___ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. -線_ 557237 A7 ___B7 _ 五、發明說明(β ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 粒子以及於核心粒子之表面所形成之導電性金屬層而成者 ,在絕緣粒子方面使用絕緣性樹脂的情況下,可藉由下述 方式來調整:a)選擇於金屬表面粒子之核心粒子所使用之 樹脂的種類以及於絕緣粒子所使用之樹脂的種類;b)選擇 於金屬表面粒子之核心粒子所使用之樹脂的交聯度以及於 絕緣粒子所使用之樹脂的交聯度;c)選擇金屬表面粒子之 金屬層的金屬種類、厚度以及於絕緣粒子所使用之樹脂的 種類。 又,爲了讓金屬表面粒子之金屬表面露出,絕緣粒子 之被覆率、亦即於金屬表面粒子之表面積整體所佔之絕緣 粒子所被覆之部分的面積設定在5〜50%爲佳。若未滿5% 則鄰接之被覆導電性微粒子彼此之絕緣有時會不充分,若 超過50%,對於第1態樣之情況而言由於必須經由熔融排 除之絕緣粒子量增加,所以必須施加所需以上之熱與壓力 ,或是黏結劑樹脂之性能會因爲所排除之樹脂而降低;對 於第2態樣而言,有時即使絕緣粒子變形壓潰,金屬表面 仍無法充分露出;對於第3態樣而言,由於要擠開鄰接之 絕緣粒子讓熱壓接方向之絕緣粒子剝離而必須施加所需以 上之壓力,或是於金屬表面粒子與電極間夾著絕緣粒子致 使無法導通之危險性增高。 對於前述金屬表面粒子之硬度與絕緣粒子之硬度的相 對關係之調整做進一步的說明。例如,當金屬表面粒子選 擇:銅、鎳、鐵、金等之相對較硬之金屬;氮化鋁等之相 對較硬之金屬氧化物;氧化矽等之無機粒子;於交聯性單 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) _ 557237 A7 _B7 ___ 五、發明說明(θ ) 體之配合量爲50重量%以上之樹脂所構成之核心粒子上設 置金屬層等之相對較硬之物質的情況下,在絕緣粒子方面 藉由選擇下述之物,可調整藉由任一態樣使得金屬表面粒 子之金屬表面露出來進行導電連接。 亦即,例如在絕緣粒子方面若選擇交聯性之單體配合 量未滿1重量%、且熔融溫度爲60〜220°C之樹脂的情況, 考慮採用第1態樣使得金屬表面粒子之金屬表面露出來進 行導電連接。又,此時之絕緣粒子的膠化分率以50%以下 爲佳。在此等絕緣粒子方面,可舉出例如含有做爲交聯性 單體之二乙烯苯或乙二醇二甲基丙酸酯〇·5重量%左右之甲 基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物等。又,若熔融溫度未滿60°C ,有時在輸送或儲存時被覆導電性微粒子彼此會出現融合 。又,當交聯性單體之配合量爲〇%之情況下,有時於黏結 劑樹脂等之混練之際有溶解於有機溶劑之虞。 又,例如在絕緣粒子方面選擇交聯性單體之配合量爲 1〜20重量%、且軟化溫度爲60〜22(TC之樹脂的情況下,考 慮採用第2態樣使得金屬表面粒子之金屬表面露出來進行 導電連接。又,此時絕緣粒子之膠化分率以50%以上爲佳 。在此種絕緣粒子方面,可舉出例如含有做爲交聯性單體 之二乙烯苯3重量%左右之甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物 、含有二乙烯苯或乙二醇二甲基丙酸酯5重量%左右之樹 脂等。 又’例如在絕緣粒子方面選擇交聯性單體之配合量爲 50重量%以上且不會軟化之樹脂或無機微粒子的情況下, _ 21____ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 A7 __B7____ 五、發明說明(% ) 考慮採用第3態樣使得金屬表面粒子之金屬表面露出來進 行導電連接。又,此時絕緣粒子之膠化分率以80%以上爲 佳。在此種絕緣粒子方面,可舉出例如含有做爲交聯性單 體之二乙烯苯或季戊四醇四丙烯酸酯80重量%左右之樹脂 、氧化矽、氮化鋁等。 其中,由含有做爲核心粒子之交聯性單體5〇重量%以 上之樹脂、具有做爲金屬層之鎳/金層之金屬表面粒子、含 有做爲交聯性單體之二乙烯苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯等之多官能(甲基)丙烯酸酯2〜5重量% 之苯乙烯共聚物樹脂所構成之絕緣樹脂而成之組合爲連接 可靠性方面最爲優異之物質之一,特別爲所喜好者。 做爲製作第1本發明之被覆導電性微粒子之方法,只 要使得前述絕緣粒子與前述金屬表面粒子之表面做接觸而 進行化學鍵結之方法則無特別限定,以例如至少具有:於 有機溶劑以及/或是水中,使得絕緣粒子藉由凡得瓦爾力或 靜電相互作用而於具有導電性金屬所構成之表面的粒子上 進行凝集之製程1 ;以及,使得具有導電性金屬所構成之 表面的粒子與絕緣粒子做化學鍵結之製程2之方法爲佳。 製程1之凝集法被稱爲異質凝集法,若使用此方法,由於 金屬表面粒子與絕緣粒子之間之化學反應可藉由溶劑效果 而迅速、確實地進行,乃無須過大的壓力,又,系統整體 之溫度也容易控制,所以絕緣粒子不易因熱而變形。相較 於此’以往之採高速攪拌機或雜化機等之乾式方法來導入 絕緣粒子時’很可能施加所需以上之壓力或摩擦熱等之負 ____ —_22__ 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 557237 A7 B7_ 五、發明說明(7丨) 荷,當絕緣粒子較金屬表面粒子爲硬的情況下,或金屬表 面粒子受到損傷、或金屬層出現剝離,又,當絕緣粒子較 金屬表面粒子爲軟的情況、或是絕緣粒子之玻璃轉化溫度 過低的情況下,絕緣粒子會因爲與金屬表面粒子之衝突或 摩擦熱而變形,接觸面積從而變大,或是絕緣膜厚成爲不 均一,或是絕緣粒子呈積層附著,或是絕緣粒子熔融、被 覆導電性微粒子彼此融合而無法單粒子化。 做爲上述有機溶劑,只要不會溶解絕緣粒子者即可並 無特別限定。 此種至少具有:於有機溶劑以及/或是水中,使得絕緣 粒子藉由凡得瓦爾力或靜電相互作用而於具有導電性金屬 所構成之表面的粒子上進行凝集之製程1 ;以及’使得具 有導電性金屬所構成之表面的粒子與絕緣粒子做化學鍵結 之製程2來製作第1本發明之被覆導電性微粒子之方法亦 爲本發明之一。 第1本發明之被覆導電性微粒子,藉由使得金屬表面 粒子與絕緣粒子做化學鍵結’則混練於黏結劑樹脂之際或 與鄰接粒子接觸之際,不會因絕緣粒子與金屬表面之鍵結 力弱造成絕緣粒子剝落。又,由於絕緣粒子係形成單層之 被覆層,絕緣粒子之粒徑分布小’且絕緣粒子與金屬表面 之接觸面積爲一定,所以可使得被覆導電性微粒子之粒徑 均一化。 將第1本發明之被覆導電性微粒子當作異向性導電材 料來使用的情況下,於連接時金屬表面粒子之金屬表面會 23__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •trOJ· -線· 557237 A7 ..... - - — B7 五、發明說明(y>) 匪熱壓顏出翻__觀,__雜子間所 脑的壓力丨m冑冑I好自金顧爾好2麵剝落 ,可得到確實的絕緣性。 第1本發明之被覆導電性微粒子,可使用在異向性導 電材料、熱射線反射材料、電磁波屏蔽材料等之用途上。 當中尤適靜_難性之雜麵脂巾來做顯向性導 電材料使用。 第2本發_第1本發明之麵導電性微粒子分散於 絕緣性之黏結劑樹脂中所成之異向性導電材料。於本說明 書中,所說的異向性導電材料包括了異向性導電膜、異向 性導電糊、異向性導電接著劑、異向性導電墨水等。 做爲製作上述異向性導電膜之方法並無特別限定,可 舉出例如讓本發明之被覆導電性微粒子懸浮於添加有溶劑 之黏結劑樹脂中,使得此懸浮液在脫模薄膜上延流來製作 被膜,使得溶劑自被膜蒸發後,將所得之物捲繞於輥子上 之方法等。利用異向性導電膜進行導電連接方面,可舉出 使得被膜連同脫模薄膜一起捲出,置於待接著被膜之電極 上,於其上重疊對向電極進行熱壓接來連接之方法等。 上述異向性導電糊可藉由例如使得異向性導電接著劑 成爲糊狀來製作,可將其放入適當的分料器(dispenser)中 ,對待連接之電極上塗佈以所需之厚度,於其上重疊對向 電極進行熱壓接使得樹脂硬化來達成連接目的。 上述異向性導電墨水可藉由例如對異向性導電接著劑 加入溶劑使其具有適於印刷之黏度來製作,可將其以網版 24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 A7 ___B7____ 五、發明說明(β) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 印刷的方式印刷到待接著之電極上,之後使得溶劑蒸發, 於其上重疊對向電極進行熱壓接來進行連接。 前述異向性導電材料之塗佈膜厚,依據所使用之本發 明之被覆導電性微粒子之平均粒徑與連接電極之規格來計 算,使得被覆導電性微粒子被挾持在連接電極間,讓接合 電極間滿佈接著層乃爲所希望者。 做爲上述絕緣性黏結劑樹脂,只要具有絕緣性即可並 無特別限定,可舉出例如丙烯酸酯、乙烯一醋酸乙烯樹脂 、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物及其加氫物、苯乙烯一異丙 烯嵌段共聚物及其加氫物等之熱塑性樹脂;環氧樹脂、丙 烯酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、苯酚樹脂等之熱固 性樹脂;多元醇之丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多元羧酸之 不飽和酯等之可經紫外線、電子束等而硬化之樹脂等。當 中又以可受熱以及/或是光而硬化之黏接著劑爲適宜。 於第2本發明之異向性導電材料中,所含有之第1本 發明之被覆導電性微粒子之絕緣粒子中所含之官能基與黏 結劑樹脂中之官能基進行化學鍵結乃爲所希望者。若使得 絕緣粒子與黏結劑樹脂做化學鍵結,則分散於黏結劑樹脂 中之第1本發明之被覆導電性微粒子之安定性佳,且熱熔 融之絕緣粒子不會滲出而污染到電極與液晶,且可成爲長 期連接安定性與可靠性優異之異向性導電材料。 做爲此種絕緣粒子與黏結劑樹脂的組合,例如絕緣粒 子以具有羧基、環氧基、異氰酸酯基、胺基、羥基、磺酸 基、矽烷基、矽醇基等之官能基爲佳,當中又以具有環氧 _________ 25 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 A7 ___B7____ 五、發明說明(/ ) 基爲更佳。相對於此,黏結劑樹脂所使用之單體以可形成 :具有在常溫下、加熱下或是光照射下可與前述官能基進 行反應之反應性官能基而成的(共)聚物、或是具有反應性 官能基之藉由聚合反應或聚縮合反應而形成之(共)聚合物 或聚縮合物等爲佳。該等之黏結劑樹脂可單獨使用亦可 用2種以上。 做爲上述(共)聚物並無特別限定,可舉出例如聚乙烯 、聚丁二烯等之聚烯烴類;聚乙二醇、聚丙二醇等之聚醚 類;聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙 烯醯胺、聚乙烯醇、聚乙烯酯、苯酚樹脂、三聚氰胺樹脂 、丙烯酸樹脂、呋喃樹脂 '聚酯樹脂、環氧樹脂、矽酮樹 脂、聚醯亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、氟樹脂、丙烯腈一苯乙 烯共聚樹脂、苯乙烯一丁二烯共聚樹脂、乙烯樹脂、聚醯 胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚甲醛樹脂、聚醚硼、聚二苯甲 酮、糖、澱粉、纖維素、多肽等。該等之(共)聚物可單獨 使用亦可倂用2種以上。 又’可形成上述(共)聚物、共聚縮物之單體並無特別 限定,可舉出例如藉由熱、光、電子束、自由基聚合起始 劑、聚合觸媒等而進行聚合反應之乙烯系單體或進行聚縮 合反應之單體等。該等之單體可單獨使用亦可倂用2種以 上。 於第2本發明之異向性導電材料中,除了必要成分之 黏結劑樹脂以及第1本發明之被覆導電性微粒子以外,在 不致妨礙本發明之課題達成的前提下可依必要性添加例如 _ 26 本紙張尺度綱巾關家鮮(CNS)A4規格(210 X 297公f ) ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝 557237 A7 ___B7 五、發明說明(A ) 塡充劑、增量劑、軟化劑、可塑劑、聚合觸媒、硬化觸媒 、著色劑、抗氧化劑、熱安定劑、光安定劑、紫外線吸收 劑、潤滑劑、防帶電劑、難燃劑等之各種添加劑1種或2 種以上。 做爲於上述黏結劑樹脂中分散第1本發明之被覆導電 性微粒子之方法並無特別限定,可使用以往週知的分散方 法,可舉出例如在黏結劑樹脂中添加被覆導電性微粒子之 後,以行星式混合機等來混練分散之方法;讓被覆導電性 微粒子在水或有機溶劑中以均質機等來均一分散之後,添 加到黏結劑樹脂中,以行星式混合機等來混練分散之方法 ;將黏結劑樹脂以水或有機溶劑稀釋之後,添加被覆導電 性微粒子,以行星式混合機等來混練分散之方法等之賦予 機械性剪切力之分散方法等。該等之分散方法可單獨使用 亦可用2種以上。 做爲上述賦予機械性剪切力之方法並無特別限定,可 舉出例如行星式攪拌機、萬能攪拌機、行星式混合機、輥 、螺旋槳式攪拌機、分散機等之各種混合攪拌機以及使用 該等混合攪拌機之各種混合攪拌方法等。又,於賦予機械 性剪切力之際,適宜地選擇方法與條件來避免施加的機械 性剪切力造成黏結劑樹脂中所分散之第1本發明之被覆導 電性微粒子之結構遭破壞乃爲所希望者。 第2本發明之異向性導電材料之形態並無特別限定, 可舉出例如在黏結劑樹脂方面使用絕緣性之液狀或固形之 黏接著劑,在此黏接著劑中分散本發明之被覆粒子形成無 _______2J_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: |線· 557237 A7 ----2Z--- 五、發明說明(/) 定形之異向性導電接著劑或是定形之異向性導電膜。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3本發明係一種導電連接構造體,係藉由第1本發 明之被覆導電性微粒子或是第2本發明之異向性導電材料 使得1C晶片、基板等之電子零件成爲導電連接者。 [用以實施發明之最佳形態] 以下舉出實施例來更詳細地說明本發明,惟本發明並 不限定於此等實施例。 1.絕緣粒子Π]〜[8]之製作 (1) 絕緣粒子[1]之製作 線· 對於安裝有四口可分離蓋、攪拌葉片、三向栓、冷凝 管、溫度探針之容量i〇〇〇mL之可分離燒瓶’以甲基丙烯 酸甲酯lOOmmol、氯化N,N,N—三甲基一N—2—甲基丙烯 醯氧乙銨lmmol、2,2,一二偶氮(2—脒基丙烷)二鹽酸鹽 lmmol所構成之單體組成物的固形分率成爲5重量%的方 式秤取加入蒸餾水中之後,以200rpm攪拌,在氮氣環境 氣氛、70°C下進行24小時之聚合。反應結束後’進行凍結 乾燥,得到表面具有銨基、平均粒徑爲220nm、粒徑之CV 値10%的絕緣粒子Π]。 (2) 絕緣粒子[2]之製作 除了將單體組成物改爲苯乙烯50mmol、甲基丙烯酸 縮水甘油酯50mmol、2,2’一偶氣一(2 —胖基丙院)二鹽酸鹽 lmmol以外,其餘與絕緣粒子Π]之製作方法同樣,得到表 面具有胖基與環氧基、平均粒徑爲210nm、粒徑之CV値 13%的絕緣粒子[2]。 28 __ 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 557237 A7 五、發明說明(州) (3) 絕緣粒子[3]之製作 於安裝有四口可分離蓋、攪拌葉片、三向栓之容量 lOOOmL之可分離燒瓶中,使得3一異氰酸酯丙基三乙氧基 矽烷lOOmmol溶解於脫水乙醇500mL中。讓粒徑約 20〇nm之氧化矽粒子l〇g在氮氣環境氣氛下分散於該溶液 中,於室溫攪拌12小時。藉由離心分離洗淨將未反應之胺 基丙基三甲氧基矽烷去除’進一步將分散介質由乙醇置換 爲甲苯,得到表面具有異氰酸酯基之絕緣粒子[3]之甲苯分 散液(固形分率5%)。 (4) 絕緣粒子[4]之製作 除了將單體組成物改爲甲基丙烯酸縮水甘油酯 50mmol、甲基丙烯酸甲酯50mmol、二甲基丙嫌酸乙二醇 3mmol、甲基丙烯酸苯基二甲基鎏甲基硫酸鹽lmmol、2,2, 一偶氮二{2—[N—(2—羧基乙基)脒基]丙烷}2mmol以外, 其餘與絕緣粒子[1]之製作方法同樣,得到表面具有鎏基與 環氧基、平均粒徑爲18〇nm、粒徑之cv値7%的絕緣粒子 [4]。 (5) 絕緣粒子[5]之製作 除了將單體組成物改爲甲基丙烯酸異丁酯l〇〇mm〇l、 二甲基丙烯酸乙二醇3mmol、甲基丙烯酸苯基二甲基鎏甲 基硫酸鹽3mmol、2,2’一偶氮二{2—[N—(2—羧基乙基)脒 基]丙烷}lmmol以外,其餘與絕緣粒子[丨]之製作方法同樣 ’得到表面具有蜜基、平均粒徑爲190nm、粒徑之CV値 11%的絕緣粒子[5]。 __ 29 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)一 ~' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -線. 557237 A7 __B7___ 五、發明說明(W ) (6) 絕緣粒子[6]之製作 除了將單體組成物改爲甲基丙烯酸三級丁酯lOOmmol 、二甲基丙烯酸乙二醇5mmol、氯化N,N,N—三甲基一N— 2一甲基丙烯醯氧乙銨lmmol、2,2’一偶氮二(2—胖基丙烷) 二鹽酸鹽lmmol以外,其餘與絕緣粒子[1]之製作方法同樣 ,得到表面具有銨基、平均粒徑爲210nm、粒徑之CV値 13%的絕緣粒子[6]。 (7) 絕緣粒子[7]之製作 除了將單體組成物改爲甲基丙烯酸縮水甘油酯 50mmo卜苯乙烯50mmo卜二甲基丙烯酸乙二醇l〇mmo卜 二乙烯苯lOmmol、甲基丙烯酸苯基二甲基鎏甲基硫酸鹽 lmmol、2,2,一偶氮二{2—[N—(2 —幾基乙基)胖基]丙院 }2mmol以外,其餘與絕緣粒子[1]之製作方法同樣,得到 表面具有鎏基與環氧基、平均粒徑爲190mn、粒徑之CV 値10%的絕緣粒子R]。 (8) 絕緣粒子[8]之製作 除了將單體組成物改爲苯乙烯SOOmmo1、對苯乙烯磺 酸鈉2mmol、過硫酸鉀lmmol,添加蒸態水使其固形分率 成爲10重量%以外,其餘與絕緣粒子[1]之製作方法同樣, 得到表面具有磺酸基、平均粒徑爲12〇nm、粒徑之CV値 10%的絕緣粒子[8]。 2·金屬表面粒子[1]〜[2]之製作 (1)金屬表面粒子[1]之製作 對平均粒徑5μχη之四羥甲基甲烷四丙烯酸酯/二乙烯 30 __ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· •-線- 557237 A7 _ B7____ 五、發明說明(β ) 苯所構成之核心粒子進行脫脂、敏化、活化以於樹脂表面 生成Pd核,做爲化學鍍之觸媒核。其次’遵循既定之方法 來造浴,浸漬於經加溫之化學鍍鎳浴中’形成鍍鎳層。其 次,於鎳層之表面進行化學取代鍍金’得到金屬表面粒子 。所得之金屬表面粒子的鎳鍍層之厚度爲90nm ’鍍金厚度 爲 30nm。 (2)金屬表面粒子[2]之製作 於安裝有四口可分離蓋、攪拌葉片、三向栓之容量 2000mL之可分離燒瓶中,使得2 —胺基乙烷硫醇20mmol 溶解於甲醇1000M1得到反應溶液。 使得金屬表面粒子[l]2〇g於氮氣環境氣氛下分散於反 應溶液中,在室溫下攪拌3小時,藉由過濾將未反應之2 一胺基乙烷硫醇去除’以甲醇洗淨後’乾燥之’得到表面 具有反應性官能基之胺基的金屬表面粒子。 3.被覆導電性微粒子之製作 (實施例1) 使得絕緣粒子Π]於超音波照射下分散於蒸餾水中,得 到絕緣粒子[1]之1〇重量%水分散液。 使得金屬表面粒子[i]i〇g分散於蒸餾水50〇mL中,添 加絕緣粒子[1]之水分散液4g,於室溫攪拌6小時。以3μηι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[1]。 藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察發現’對於被覆導 電性微粒子[1]而言,於金屬表面粒子Π]之表面僅形成1層 _ 31____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · i線- 557237 A7 ____B7_____ 五、發明說明(;。) 由絕緣粒子[1]所成之被覆層。藉由畫像解析算出相對於被 覆導電性微粒子中心起算2·5μηι的面積之絕緣粒子的被覆 面積(亦即絕緣粒子之粒徑的投影面積),結果被覆率爲 30%。又,利用穿透電子顯微鏡(ΤΕΜ)進行截面觀察’由於 絕緣粒子與金屬表面粒子之結合界面爲絕緣粒子之圓周的 12%,所以和金屬表面粒子之結合界面面積爲絕緣粒子之 表面積的12%。 將被覆導電性微粒子[1]分散於三級丁醇’以在 10x10mm之矽晶圓上乾燥後之被覆導電性微粒子重量成爲 0.00004g(約24萬個)的方式來秤取,乾燥後,覆於 10x10mm之矽晶圓上,於100N之加壓下、200°C加熱30 秒之後,剝離矽晶圓,藉SEM觀察被覆粒子表面之絕緣粒 子的狀態,發現若使得絕緣粒子[1]熔融,則金屬表面粒子 [1]之金屬表面會露出,附著於矽晶圓側之粒子也會熔融。 該等結果係示於表1。 (實施例2) 使得絕緣粒子[2]於超音波照射下分散於丙酮中,得到 絕緣粒子[2]之10重量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子[1]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[2]之丙酮分散液4g,於室溫攪拌12小時。以3μηι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[2]。 對於被覆導電性微粒子[2]而言,於金屬表面粒子[1]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[2]所成之被覆層。以與實施例 _32_ 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線· 557237 A7 ^____B7 ____ 五、發明說明(W ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲70%,界面結合面 積爲絕緣粒子之表面積的15%。又,以與實施例1同樣的 方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若 使得絕緣粒子[2]熔融,則金屬表面粒子Π]之金屬表面會露 出,附著於矽晶圓側之粒子也會熔融。 該等結果係示於表1。 (實施例3) - 使得絕緣粒子[3]於超音波照射下分散於甲苯中’得到 絕緣粒子[3]之10重量%甲苯分散液。 使得金屬表面粒子[2]分散於甲苯500mL中,添加絕 緣粒子[3]之甲苯分散液4g,於室溫攪拌4小時。以3μχη 之篩網過濾器來過濾後,進一步以丙酮洗淨、乾燥’得到 被覆導電性微粒子[3]。 ' 對於被覆導電性微粒子[3]而言,於金屬表面粒子[2]之 參 表面僅形成1層由絕緣粒子[3]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現’被覆率爲40% ’界面結合面 積爲絕緣粒子之表面積的5%。又,以與實施例1同樣的方 法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若使 得絕緣粒子[3]剝離’則金屬表面粒子[2]之金屬表面會露出 ,又,於被覆導電粒子之周圍也散佈著已剝離之絕緣粒子 [3]。 該等結果係示於表1。 (實施例4) 使得絕緣粒子[4]於超音波照射下分散於丙酮中,得到 33 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2忉X 297公釐) 557237 ΚΙ _ Β7 _— 一 五、發明說明(β ) 絕緣粒子[4]之10重量%丙酮分散液。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使得金屬表面粒子[2]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[4]之丙酮分散液lg,於室溫攪拌1小時。以3μπι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[4]。 對於被覆導電性微粒子[4]而言,於金屬表面粒子[2]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[4]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲8%,界面結合面積 爲絕緣粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣的方 法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若使 得絕緣粒子[4]變形,則金屬表面粒子[2]之金屬表面會露出 ,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[4]也會變形。惟不認 定出現熔融之絕緣粒子[4]或剝離之絕緣粒子[4]。 該等結果係示於表1。 .線- (實施例5) 以與實施例4同樣的方法來得到絕緣粒子[4]之10重 量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子[2]分散於丙酮500mL中’添加絕 緣粒子[4]之丙酮分散液3g,於室溫攪拌3小時。以3μπι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥’得到 被覆導電性微粒子[5]。 對於被覆導電性微粒子[5]而言’於金屬表面粒子[2]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[4]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲20% ’界面結合面 _34_____ 一 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 A7 五、發明說明(〇 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 積爲絕緣粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣的 方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現’若 使得絕緣粒子[4]變形,則金屬表面粒子[2]之金屬表面會露 出,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[4]也會變形。惟不 認定出現熔融之絕緣粒子[4]或剝離之絕緣粒子[4]。 該等結果係示於表1。 (實施例6) 以與實施例4同樣的方法來得到絕緣粒子[4]之10重 量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子[2]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[4]之丙酮分散液4g,於室溫攪拌6小時。以3μπι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[6]。 -線 對於被覆導電性微粒子[6]而言,於金屬表面粒子[2]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[4]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲40%,界面結合面 積爲絕緣粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣的 方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若 使得絕緣粒子[4]變形,則金屬表面粒子[2]之金屬表面會露 出,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[4]也會變形。惟不 認定出現熔融之絕緣粒子[4]或剝離之絕緣粒子[4]。 該等結果係示於表1。 (實施例7) 使得絕緣粒子[5]於超音波照射下分散於丙酮中,得至fj 35 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 A7 _____E___ 五、發明說明(K) 絕緣粒子[5]之10重量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子Π]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[5]之丙酮分散液4g ’於室溫攪拌6小時。以3μπι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[7]。 對於被覆導電性微粒子[7]而言’於金屬表面粒子Π]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[5]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現’被覆率爲30%,界面結合面 積爲絕緣粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣的 方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若 使得絕緣粒子[5]變形,則金屬表面粒子[1]之金屬表面會露 出,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[5]也會變形。惟不 認定出現熔融之絕緣粒子[5]或剝離之絕緣粒子[5]。 該等結果係示於表1。 (實施例8) 使得絕緣粒子[6]於超音波照射下分散於丙酮中,得到 絕緣粒子[6]之10重量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子[1]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[6]之丙酮分散液4g,於室溫攪拌6小時。以3μηι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[8]。 對於被覆導電性微粒子[8]而言,於金屬表面粒子[1]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[6]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲30%,界面結合面 一 36 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- —線- 557237 A7 ____B7_ 五、發明說明(0) 積爲絕緣粒子之表面積的10%。又,以與實施例1同樣的 方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若 使得絕緣粒子[6]變形,則金屬表面粒子[1]之金屬表面會露 出,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[6]也會變形。惟不 認定出現熔融之絕緣粒子[6]或剝離之絕緣粒子[6]。 該等結果係不於表1。 (實施例9) 使得絕緣粒子[7]於超音波照射下分散於丙酮中,得到 絕緣粒子[7]之1〇重量%丙酮分散液。 使得金屬表面粒子[2]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[7]之丙酮分散液4g,於室溫攪拌5小時。以3μηι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[9]。 對於被覆導電性微粒子[9]而言,於金屬表面粒子[2]之 表面僅形成1層由絕緣粒子[7]所成之被覆層。以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲35%,界面結合面 積爲絕緣粒子之表面積的8%。又,以與實施例1同樣的方 法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若使 得絕緣粒子[7]變形,則金屬表面粒子[2]之金屬表面會露出 ,又,於矽晶圓側所附著之絕緣粒子[7]也會變形。惟不認 定出現熔融之絕緣粒子[7]或剝離之絕緣粒子[7]。 該等結果係示於表1。 (比較例1) 使得絕緣粒子[8]於超音波照射下分散於蒸餾水中,得 _ 37 _ 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線- 557237 A7 ____________ 五、發明說明(4) 到絕緣粒子[8]之10重量%水分散液。 使得金屬表面粒子Π]分散於蒸館水500mL中,添加 絕緣粒子[8]之水分散液4g,於室溫攪拌6小時。以3μπι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[1〇]。 對於被覆導電性微粒子[1〇]而言,於金屬表面粒子[1] 之表面形成有絕緣粒子[8]之凝集塊。以與實施例1同樣的 方法來測定時發現,被覆率爲50%,界面結合面積爲絕緣 粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣的方法,利 用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,雖被覆導電 粒子[10]上之絕緣粒子[8]呈熔融狀態,但分散著金屬表面 粒子[1]之金屬表面未露出之被覆導電粒子,又,於矽晶圓 側所附著之粒子中也分散著未充分熔融之粒子。此被認爲 係由於在被覆導電粒子[10],絕緣粒子[8]成爲多層狀態, 所以難以熔融排除,又各絕緣粒子[8]未被施加均一的壓力 之故。 該等結果係不於表1。 (比較例2) 將偏氟乙烯樹脂lg與金屬表面粒子[l]10g導入雜化系 統於90°C進行3分鐘處理,得到被覆導電性微粒子[11]。 以被覆導電性微粒子[11]而言,於金屬表面粒子[1]之 表面形成有由偏氟乙烯樹脂所構成之樹脂層,以與實施例 1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲60%。又,以與實 施例1同樣的方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之 ____38_— 一 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;t· --線- 557237 A7 ___ B7_____ 五、發明說明(π ) 狀態發現,於被覆導電粒子[11]上之偏氟乙烯樹脂完全熔 融,金屬表面粒子[1]之金屬表面露出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該等之結果係示於表1。 (比較例3) 將於絕緣粒子[3]之製作時所使用之氧化矽粒子lg與 金屬表面粒子[l]l〇g加入球磨機,混合20分鐘,藉由靜電 附著來得到被覆導電性微粒子[12]。 對於被覆導電性微粒子[12]而言,於金屬表面粒子 之表面僅形成1層氧化矽粒子。以與實施例1同樣的方法 來測定時發現,被覆率爲30%,界面結合面積爲絕緣粒子 之表面積的5%。又,以與實施例1同樣的方法,利用 SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現,若使得氧化矽 粒子剝離,則金屬表面粒子[1]之金屬表面會露出,又,於 被覆導電性微粒子之週邊也分散著已剝離之氧化矽粒子。 -線 該等結果係示於表1。 (比較例4) 以與實施例4同樣的方法來得到絕緣粒子[4]之1〇重 ,量%丙酮分散液。 ’ 使得金屬表面粒子[2]分散於丙酮500mL中,添加絕 緣粒子[4]之丙酮分散液6g,於室溫攪拌12小時。以3μηι 之篩網過濾器來過濾後,進一步以甲醇洗淨、乾燥,得到 被覆導電性微粒子[13]。 對於被覆導電性微粒子Π3]而言’於金屬表面粒子[2] 之表面僅形成1層由絕緣粒子[4]所成之被覆層。以與實施 _2L__ I氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公Θ " 557237 A7 ____B7 _ 五、發明說明() 例1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲60%,界面結合 面積爲絕緣粒子之表面積的12%。又,以與實施例1同樣 的方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現’ 絕緣粒子[4]雖變形,但仍分散著金屬表面粒子[2]之金屬表 面未露出之被覆導電性微粒子。此被認爲係由於絕緣粒子 做高密度被覆或多層被覆,於是金屬表面難以露出之故。 該等之結果係示於表1。 (比較例5) 將絕緣粒子[4]lg與金屬表面粒子[l]l〇g加入球磨機, 混合20分鐘,藉由靜電附著來得到被覆導電性微粒子[14] 〇 對於被覆導電性微粒子[14]而言,於金屬表面粒子[1] 之表面形成有1〜3層之絕緣粒子[4]所成之被覆層,以與實 施例1同樣的方法來測定時發現,被覆率爲30%,界面結 合面積爲絕緣粒子之表面積的8%。又,以與實施例1同樣 的方法,利用SEM觀察於矽晶圓間熱壓接後之狀態發現, 雖絕緣粒子[4]之一部分變形,但多數呈剝離,金屬表面粒 子[1]之金屬表面露出,又於被覆導電性微粒子之週邊也分 散著已剝離之絕緣粒子。 該等結果係示於表1。 (比較例6) 將絕緣粒子[4]lg與金屬表面粒子[2]10g導入雜化系統 於120°C進行3分鐘處理,得到被覆導電性微粒子[15]。 以被覆導電性微粒子[15]而言,於金屬表面粒子[2]之 40____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557237 A7 B7 五、發明說明(π ) 表面所被覆之絕緣粒子[4],係受到熱與衝擊而變形,又被 覆層呈多層。以與實施例1同樣的方法來測定時發現,被 覆率爲70%,界面結合面積爲絕緣粒子之表面積的40〇/〇。 又,以與實施例1同樣的方法,利用SEM觀察於矽晶圓間 熱壓接後之狀態發現,絕緣粒子[4]雖變形,但仍分散著金 屬表面粒子[2]之金屬表面未露出之被覆導電性微粒子。此 被認爲係由於絕緣粒子做高密度被覆或多層被覆,於是金 屬表面難以露出之故。 該等之結果係示於表1。 表1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 金屬表面粒子 絕緣粒子 被覆率(%) 結合面積 (%) 被覆狀態 熱壓接時之絕 緣粒子之狀態 實施例1 1 1 30 12 單層 熔融 實施例2 1 2 70 15 覃層 熔融 實施例3 2 3 40 5 單層 剝離 實施例4 2 8 8 12 單層 變形 實施例5 2 4 20 12 單層 變形 實施例6 2 4 40 12 單層 變形 實施例7 1 5 30 12 單層 變形 實施例8 1 6 30 10 單層 變形 實施例9 2 7 35 8 單層 變形 比較例1 1 8 50 12 多層 纖-¾¾¾禱 比較例2 1 旨 60 — — 熔融 比較例3 1 氧化矽粒子 30 5 單層 剝離 比較例4 2 4 60 12 單層 變形 比較例5 1 4 30 8 多層 彔雠 比較例6 2 4 70 40 多層 變形 訂: 4.異向性導電材料之製作 (實施例10) 41 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 A7 ___ B7______ 五、發明說明(β) 將做爲黏結劑樹脂之環氧樹脂(油化殻牌環氧公司製造 :「愛皮克特828」)1〇〇份以及三二甲基胺基乙基苯酚、 甲苯100份以行星式攪拌機充分地分散混合,於脫模薄膜 上塗佈一定厚度以使其乾燥後之厚度成爲ΙΟμηι,然後使得 甲苯蒸發,得到不含有被覆導電性微粒子之接著性薄膜。 又,對做爲黏結劑樹脂之環氧樹脂(油化殻牌環氧公司 製造:「愛皮克特828」)100份以及三二甲基胺基乙基苯 酚、甲苯100份添加被覆導電性微粒子[1],以行星式攪拌 機充分地分散混合,得到黏結劑樹脂分散體之後,於脫模 薄膜上塗佈一定厚度以使其乾燥後之厚度成爲7μιη,然後 使得甲苯蒸發,得到含有被覆導電性微粒子[1]之接著性薄 膜。又,被覆導電性微粒子[1]之添加量係設定成異向性導 電膜Π]中之含量爲20萬個/cm2。 對所得之含有被覆導電性微粒子[1]之接著性薄膜將不 含有被覆導電性微粒子之接著性薄膜在常溫下加以積層, 來得到具有2層結構之厚度17μπι的異向性導電膜[1]。 又,使得含有被覆導電性微粒子[1]之黏結劑樹脂分散 體的一部分於甲苯中洗淨,取出被覆導電性微粒子[1]之後 ,利用SEM觀察,並不認定絕緣粒子有自被覆導電性微粒 子剝離之情況。 (實施例11〜18、比較例7〜12) 除了分別使用實施例2〜9以及比較例1〜6所得之被覆 導電性微粒子[2]〜[15]以外,其餘以與實施例10同樣的方 法來得到異向性導電膜[2]〜[15]。異向性導電膜之厚度皆爲 _______ __42_______ 才、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - ·. --線· 557237 A7 ^_______B7____ 五、發明說明U/) 17μπι,被覆導電性微粒子之含量皆爲20萬個/cm2。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,使得含有被覆導電性微粒子之黏結劑樹脂分散體 的一部分於甲苯中洗淨,取出被覆導電性微粒子後,利用 SEM觀察,並不認定絕緣粒子有自被覆導電性微粒子剝離 之情況。惟,對於被覆導電性微粒子[10]而言,由於所積 層之絕緣粒子剝落,成爲大致單層被覆,惟被覆率從50% 增加到70%。此被認爲係剝落之絕緣粒子再附著之故。又 ’對於被覆導電性微粒子[12]以及[14]而言,被覆率分別從 30%下降到5%以下,被認爲在分散中剝落之緣故。 針對實施例10〜18與比較例7〜12所得之異向性導電 膜[1]〜[15],利用以下之方法來進行絕緣/導通性以及密合 性的評價。結果係示於表2。 (鄰接電極間之絕緣性試驗) 線· 將裁斷成爲4x18πππ大小之異向性導電S吴貼附於具有 圖1所示之梳形圖案(線條數400條,重疊部長度2mm,線 寬2〇μηι,線間隔2〇μιη,線高度18μιη)之矽晶圓基板上, 以2x12.5mm、厚度1mm之平板玻璃來挾持,以下述條件 1以及條件2來進行熱壓接之後,測定電極間之電阻値, 算出1〇8Ω以上之比例。本試驗係以n=20來進行。 條件1 : 20N之加壓下,150°C加熱30分鐘 條件2 : 200N之加壓下,200°C加熱30秒 (上下導通試驗) 對於具有ITO電極(寬ΙΟΟμπι,高〇·2μπι,長2cm)之 玻璃基盤(寬lcm,長2.5cm)之一側,將裁斷成爲5x5mm ____43____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^ 557237 A7 ___B7____ 五、發明說明(β) 之異向性導電膜貼附於大致中央部之後,令具有相同ΙΤΟ 電極之玻璃基盤以彼此之電極成爲90度重疊的方式進行對 位並貼附。將玻璃基盤之接合部以條件1以及條件2做熱 壓接之後,利用4端子法來測定電阻値,算出5Ω以下之 比例。本試驗係以η=20來進行。 條件1 : 20Ν之加壓下,150°C加熱30分鐘 條件2 ·· 200N之加壓下,200°C加熱30秒 又,針對異向性導電膜[2]、[6]、[8]以及[11],將經過 條件1之熱壓接後的玻璃基盤進一步在55°Cx6小時一 120 °C x6小時的循環下放置300小時後,利用4端子法來測定 電阻値,算出5Ω以下之比例,做爲300小時後之導通性 〇 (密合性之評價) 針對異向性導電膜[2]、[6]、[8]以及[11],以條件_1進 行上下導通試驗,進一步在55°Cx6小時一 120°Cx6小時的 循環下放置300小時後,利用SEM觀察截面,觀察於導電 性微粒子一絕緣粒子間、絕緣粒子一黏結劑樹脂間有無界 面剝離之情況。 44 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 557237 A7 發 五 奶 £ 明 弓 m 劫 <ίπ w ^Se 繼sg mm ) 1 鍵 Μ 0 虼 * 1 1 1 黯 瞄 « 1 錄 m 蕤 m 擗 1 1 瞄 虼 \S 細 中礙 mm 1 1 1 1 tb 齠E m h-> 姻擬 1 黯 Μ 陌 虼 簾 1 1 1 黯 Μ 胆 虼 * 1 Μ 陋 虼 33 *$\ W齷 1 1 m m 虼齷 1 1 Γ 1 覷 U m » _ 1 1 1 1 〇 1 〇 1 1 1 1 1 1 m 之P gg tN (N o 系 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 g 〇 〇 r—Η g 〇 s B ,〇u § S (N — 系 o 〇〇 〇 ▼—· 〇 〇 〇 〇 o 〇 T—^ 〇 〇 ο m ¥n 繼 m z 〇° 〇 o <N CS 〇 〇 〇 〇 1—Η g 〇 o S 〇 〇 ο B g 〇 g 〇 〇 g 〇 〇 〇 〇 g ο o S 〇 〇 ο Μ -Ν mm «φ « 摧 壊 壊 « « « * « g m m 摧 S Υ- m 鹏 « S Y~ m 傲 m jjp ^ a ϋ mm mm f—H (N m 寸 yn 卜 00 ON O ΓΟ o 握 佩 ί 辑 n (N i * rn i 遐 W 寸 ί 辑 ^Τ) ί 握 魏 νο i 撰 U ί 握 κ 00 i 辑 w 鎰 ±Λ 〇〇 鎰 〇\ m 鎰 a 〇 i 鎰 i 鎰 J_D <Ν i 縊 iu 1> i ς 寸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 557237 A7 B7 五、發明說明(¢^) [產業上之可利用性] 依據本發明,可提供一種在連接可靠性優異之被覆導 電性微粒子、被覆導電性微粒子之製造方法、異向性導電 材料、以及導電連接構造體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 46 «· |線· 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 557237 參 C8 年月 日丨夕」h D8 Lpzz^^l------ 六、申請專禾j範圍 1·一種被覆導電性微粒子,係由:具有導電性金屬所 構成之表面的粒子、用以將該具有導電性金屬所構成之表 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 面的粒子之表面加以被覆之絕緣粒子所構成;其特徵在於 ) 該絕緣粒子係透過對於該導電性金屬具有鍵結性之官 能基(A)而於該具有導電性金屬所構成之表面的粒子做化學 鍵結,以形成單層之被覆層。 2.如申請專利範圍第1項之被覆導電性微粒子,其中 ,具有導電性金屬所構成之表面的粒子,係由樹脂所構成 之核心粒子、以及於該核心粒子之表面所形成之導電性金 屬層而成者。 3·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中,具有導電性金屬所構成之表面的粒子之表面積的 5〜50%係由絕緣粒子所被覆。 4·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中’絕緣粒子之平均粒徑係具有導電性金屬所構成之表 面的粒子之平均粒徑的1/1〇以下。 5.如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中,絕緣粒子之粒徑之CV値爲20%以下。 6·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中,絕緣粒子之表面積之2〇%以下係與具有導電性金屬 所構成之表面的粒子之表面做接觸。 7·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中,絕緣粒子較具有導電性金屬所構成之表面的粒子爲 中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
    557237 六、申請專利範圍 軟。 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 8·如申請專利範圍第7項之被覆導電性微粒子,其中 ’絕緣粒子係由交聯樹脂所構成。 9·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子, 其中,絕緣粒子係較具有導電性金屬所構成之表面的粒子 爲硬。 10·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子 ,其中,絕緣粒子係帶有正電荷。 11·如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子 ,其中,絕緣粒子係由具有銨基或鎏基之樹脂所構成。 12.如申請專利範圍第1或2項之被覆導電性微粒子 ,其中,對於金屬具有鍵結性之官能基(A)係硫醇基或硫醚 基。 13·—種被覆導電性微粒子之製造方法,係用以製造申 請專利範圍第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11 或 12 項之被覆導電性微粒子;其特徵在於,至少具有: 於有機溶劑以及/或是水中,使得絕緣粒子藉由凡得瓦 爾力或靜電相互作用而於具有導電性金屬所構成之表面的 粒子上凝集之製程1 ;以及, 使得具有導電性金屬所構成之表面的粒子與絕緣粒子 做化學鍵結之製程2。 14.一種異向性導電材料,其特徵在於,係使得申請專 利範圍第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11 或 12 項之 被覆導電性微粒子分散於緣性之黏結劑樹脂中所成者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 8.. 557237 8。修正 “補充 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第14項之異向性導電材料,其中 ,黏結劑樹脂係一種可藉由熱以及/或是光而硬化之黏接箸 劑。 16. 如申請專利範圍第14或15項之異向性導電材料, 其中,被覆導電粒子中之絕緣粒子所具有之官能基係與黏 結劑樹脂中之官能基進行化學鍵結。 17•如申請專利範圍第16項之異向性導電材料,其中 ,可與黏結劑樹脂中之官能基做化學鍵結之被覆導電性微 粒子中之絕緣粒子所具有之官能基係環氧基。 I8·如申請專利範圍第Μ或I5項之異向性導電衬料 ,其中,異向性導電材料係異向導電性接著劑。 19·一種導電連接構造體,其特徵在於,係藉由申請專 利範圍第 I、2、3、4、5、6、7、8、9、1〇、η 或 12 項之 被覆導電性微粒子或是申請專利範圍第14、15、16、17或 18項之異向性導電材料做導電連接而成者。 4^ ; 'JMP (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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