TWI582796B - 異方性導電膜及其製造方法 - Google Patents

Description

異方性導電膜及其製造方法

本發明係有關一種異方性導電膜及其製造方法，特別有關於導電粒子漸次分佈結構。

異方性導電膜(Anisotropic conductive film，ACF)主要成分包含樹脂與導電粒子，主要用於連接不同基材和線路，此兩種不同基材的連接需要互相導通，而異方性導電膜具有上下(Z方向)電氣導通，左右平面(X及Y方向)絕緣的特性，並且需要具有優良的防濕、接着、導電及絕緣的特性。

異方性導電膜兼具單向導電及膠合固定的功能，主要應用在不適合以高溫鉛錫焊接的製程，例如液晶顯示面板與驅動IC之訊號傳輸連結。製造上是將導電粒子與樹脂混合的漿料，藉由高精度的塗佈技術塗佈在一剝離層上，該剝離層係用於保護異方性導電膜，避免其受到外界的污染。

LCD隨著高精細化之發展，LCD面板利用捲帶式封裝(Tape carrier package，TCP)的連接或玻璃覆晶基板(Chip on glass，COG)連接大多要求連接間距微細化。尤其是COG連接由於將IC晶片的凸起作為連接電極，因而連接面積比TCP連接小，所以要 確保在微小連接電極上導通，如何捕捉足夠數量的導電粒子在獲得高連接信賴性上為十分重要的課題。

為了解決此問題，已有許多異方性導電膜結構被提出。一種改良結構則採用兩層式的異方性導電膜，如第一圖所示，此種異方性導電膜1具有習知含有導電粒子之絕緣樹脂的下層2，以及不含導電粒子而只有絕緣樹脂的上層3。使用兩層式異方性導電膜，可降低導電粒子橫向接觸的機率。

例如，美國專利公告第6,020,059號，提供一種多層式異方性導電膜，其包含異方性導電黏著層及與其層合的至少一絕緣黏著層，可用於COG技術，因異方性導電膜經假壓預貼後，可直接靠近面板上的銦錫氧化物(ITO)導電墊，再經本壓後，可以有效提高導電墊上導電粒子的捕捉率。但是，此種多層式異方性導電膜在成膜製程上必須塗佈多次，在厚度精度控制上比單層結構的異方性導電膜困難，會增加產品製造成本和機台維護或改造成本，且由於異方性導電黏著層的厚度須減薄，因此增加導電粒子均勻分佈的難度。

另一種異方性導電膜之連接方法，如台灣專利I274780，係將異方性導電膜配方中加入光硬化劑，以光罩配合IC連接電極的設計圖形進行光線照射之曝光部進行光聚合，而增加其熔融黏度。經本壓後，可以有效提高導電墊上導電粒子的捕捉率。但是，此種光硬化異方性導電膜在光硬化製程上必須對位精確，且光罩須搭配晶片之設計圖形進行曝光，會增加產品製造成本。

有鑑於此，本發明人為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並 配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明係有關一種異方性導電膜的製造方法，為了改善習知兩層式的異方性導電膜不易加工的缺點。於該漿料成膜時，可藉由施加一分開手段，例如重力、電場、磁場作用配合漿料固形份(黏度)調整而達成，使該導電粒子漸次分佈集中於該樹脂材料之一側。如此，利用簡單製程做出橫向不導電的異方性導電膜。

為達上述功效，本發明係提供一種異方性導電膜的製造方法，包含以下步驟：混合一導電粒子、一樹脂材料及一溶劑，以形成一漿料；及施加一分開手段，例如重力、電場、磁場作用，配合固形份(黏度)調整，於該漿料成膜時使該導電粒子漸次分佈集中於該樹脂材料之一側。

藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：

1.施加的分開手段係為物理力，易於增加至原成膜製程，利用簡單製程做出單層且具有高導電粒子補捉率的異方性導電膜。

2.本方法製造的異方性導電膜係為單層結構，且其中之導電粒子係漸次分佈集中於該樹脂材料之一側，而具有高的導電粒子捕捉率。

為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習 相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。

1‧‧‧異方性導電膜

2‧‧‧含有導電粒子之絕緣

3‧‧‧不含導電粒子之絕緣

10‧‧‧異方性導電膜

20‧‧‧導電粒子

30‧‧‧樹脂材料層

100~102‧‧‧步驟

200‧‧‧成膜製程

202‧‧‧電場

204‧‧‧刮刀

206‧‧‧滾筒

208‧‧‧烘箱

300‧‧‧成膜製程

302‧‧‧磁場

303‧‧‧磁鐵

304‧‧‧刮刀

306‧‧‧滾筒

308‧‧‧烘箱

第一圖係顯示習知兩層式異方性導電膜的結構。

第二圖係顯示根據本發明之實施例所製造的異方性導電膜之結構。

第三圖係顯示本實施例之異方性導電膜的製造方法之步驟。

第四圖係顯示利用重力使導電粒子沉降於漿料下部。

第五圖係顯示施加電場使導電粒子移動至漿料下部。

第六圖係顯示施加磁場使導電粒子移動至漿料下部。

第七圖係顯示習知兩層結構、習知單層結構與本實施例漸次分佈單層結構之粒子捕捉率的比較。

請參閱第二圖，第二圖係顯示根據本發明之實施例所製造的異方性導電膜之結構，如第二圖所示，該異方性導電膜10，包含一導電粒子20及一樹脂材料層30，其中該導電粒子20係漸次分佈集中於該樹脂材料層30之一側。使該導電粒子20漸次分佈集中於該樹脂材料層30之一側，係藉由施加一分開手段，例如重力、電場、磁場作用配合漿料固形份(黏度)調整而達成。

請參閱第三圖，第三圖係顯示本實施例之異方性導電膜的製造方法之步驟，如第三圖所示，該製造方法包含以下步驟：首先如步驟100，混合一導電粒子、一樹脂材料及一溶劑，以形成一漿料 。其中，該導電粒子成份為鎳、金、鋁、銅等，或表面以金屬(鎳、金、鋁、銅等)鍍敷被覆之樹脂粒子及將此等絕緣被覆之粒子等；該樹脂材料係熱固或熱塑高分子材料或二者混合，如環氧樹脂或聚亞醯或壓克力樹脂或PU樹脂等。

步驟102，施加一分開手段，例如重力、電場、磁場作用，於漿料成膜時使導電粒子漸次分佈集中於樹脂材料之一側。請一併參閱第四圖，第四圖係顯示利用重力使導電粒子沉降於漿料下部，由於導電粒子皆具有一定比重，一段時間後可因重力逐漸沉降於漿料下部。又，為了使粒子在重力作用下容易發生沉降，可降低漿料中固形份的量，使漿料的黏度下降，減少粒子的黏滯力，降低導電粒子移動的阻力，如第四圖所示，導電粒子20沉降於漿料下部，達成導電粒子漸次分佈單層結構之目的。

再者，請參閱第五圖，第五圖係顯示施加電場使導電粒子移動至漿料下部。首先為了使粒子容易發生沉降，可降低漿料中固形份的量，使漿料的黏度下降，減少粒子的黏滯力，降低導電粒子移動的阻力，再於成膜製程200中增加一電場202，該電場202係利用上下兩片金屬板分別接至一工作電池(未圖示)的正負極而形成。應注意的是，該導電粒子20通過該電場202前須先賦予電荷。接著，將漿料均勻傾倒於成膜製程中的刮刀204前，藉由滾筒206帶動往前經過刮刀204，如第五圖所示，當抵達A位置時，此時尚未受到電場202作用，導電粒子20係均勻分佈於漿料中，當漿料經過電場後，抵達B位置，由於電場作用，使導電粒子20朝向外加電場202作用力所設計的移動方向移動，達到導電粒子20漸次分佈單層結構之目的，最後通過一烘箱208進行乾燥處理。

此外，請參閱第六圖，第六圖係顯示施加磁場使導電粒子移動至漿料下部。首先為了使粒子容易發生沉降，可降低漿料中固形份的量，使漿料的黏度下降，減少粒子的黏滯力，降低導電粒子移動的阻力，再於成膜製程300中增加一磁場302，該磁場302係利用一磁鐵303形成。接著，將漿料均勻傾倒於成膜製程中的刮刀304前，藉由滾筒306帶動往前經過刮刀304，如第六圖所示，當抵達A位置時，此時尚未受到磁場302作用，導電粒子20係均勻分佈於漿料中，當漿料經過磁場後，抵達B位置，由於含鐵、鈷、鎳成份之粒子，例如鎳粒子、鎳金合金粒子或表面塗佈鎳金合金的樹脂球皆含有磁性材料及將此等絕緣被覆之粒子等，會受到磁場作用，使導電粒子20朝向外加磁場302作用力所設計的移動方向移動，達到導電粒子20漸次分佈單層結構之目的，最後通過一烘箱308進行乾燥處理。

請參閱第七圖，第七圖係顯示使用習知兩層結構、習知單層結構與本實施例漸次分佈單層結構於COG上進行本壓後的光學顯微鏡(OM)影像。第七圖中(A)、(B)及(C)分別代表習知兩層結構、習知單層結構與本實施例漸次分佈單層結構之導電粒子捕捉率，比較可看出本實施例漸次分佈單層結構之異方性導電膜確實能以簡單製程製造，並具有高的導電粒子捕捉率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

100~102‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種異方性導電膜的製造方法，包含以下步驟：混合一導電粒子、一樹脂材料及一溶劑，以形成一漿料；及施加一分開手段，於該漿料成膜時使該導電粒子漸次分佈集中於該樹脂材料之一側，其中該分開手段係施加一磁場。
2. 如申請專利範圍第1項之異方性導電膜的製造方法，其中該磁場係利用一磁鐵形成。
3. 如申請專利範圍第1項之異方性導電膜的製造方法，其中該導電粒子係選自由鐵、鈷、鎳或其合金組成之群組，或表面選自由鐵、鈷、鎳或其合金組成之群組鍍敷被覆之樹脂粒子。
4. 如申請專利範圍第3項之異方性導電膜的製造方法，其中該導電粒子包含將該導電粒子絕緣披覆之粒子。
5. 如申請專利範圍第1項之異方性導電膜的製造方法，其中該分開手段包含降低該漿料的固形份或降低該漿料的黏度。
6. 如申請專利範圍第1項之異方性導電膜的製造方法，其中該樹脂材料係熱固高分子材料、熱塑高分子材料或二者混合。
7. 如申請專利範圍第1項之異方性導電膜的製造方法，其中該樹脂材料係環氧樹脂、聚亞醯樹脂、壓克力樹脂或PU樹脂。
8. 一種異方性導電膜，包含一導電粒子及一樹脂材料層，其中該導電粒子係漸次分佈集中於該樹脂材料層之一側。