TWI636111B - 各向異性導電薄膜、其連接方法及其接合體，以及接合體的製造方法 - Google Patents

各向異性導電薄膜、其連接方法及其接合體，以及接合體的製造方法 Download PDF

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Abstract

一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接而形成之各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子，其中前述結晶性樹脂為含有：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂。

Description

各向異性導電薄膜、其連接方法及其接合體、以及接合體的製 造方法
本發明係關於各向異性導電薄膜、其連接方法及其接合體。
從過去以來，一直是使用各向異性導電薄膜(ACF,Anisotropic Conductive Film)、各向異性導電糊(ACP,Anisotropic Conductive Paste)等之連接材料來做為連接電子零件彼此之手段。
舉例來說，前述各向異性導電薄膜將導電性粒子分散在含有熱固性樹脂的絕緣性結合劑中而形成的薄膜狀之連接材料。透過前述ACF，藉由熱壓合想要異向導電連接的電子零件彼此之電極部分，以使得前述含有熱固性樹脂的結合劑熱硬化來進行連接。
舉例來說，前述各向異性導電糊是含有絕緣性結合劑、導電性粒子、溶劑者(例如，參照專利文獻1及2)。含有前述溶劑的ACP之使用方法，例如，如以下所述。在撓性印刷基板(FPC,Flexible Printed Circuits)等之電子零件印刷前述ACP並加熱乾燥時，於前述電子零件的電極部形成由前述ACP構成的塗膜。形成有自前述ACP而來的塗膜之FPC，多半是在此種狀態下以室溫輸送的。因此，前述ACP也可被使用於利用非熱硬化的非反應型結合劑的狀況。
再者，近年來，在電子零件彼此之連接方面，一直是要求低溫、低壓力及短時間之連接。低溫連接被要求具有減低電子零件的熱破壞之特點、防 止在連接時之加熱溫度變異(隨著零件是否與電極部連接的配線之前端接觸，以致電極部的加熱溫度隨之改變而形成變異。當安裝密度變成高密度時，變異就變得特別顯著。)的特點、及減低對於安裝設備之負荷的特點。低壓力連接被要求具有減低對於薄基板及觸控面板之破壞的特點。短時間之連接則被要求具有生產性特點。
但是，習用的各向異性導電薄膜，由於是使用熱固性樹脂，在想要對應於低溫及短時間之連接時，於保存中會發生硬化而需要縮短保存期間，以致會有在實用上不適用的問題。
又，習用的各向異性導電糊，在想要對應於低壓力之連接時，則需要降低前述ACP的黏度。在降低前述ACP的黏度時，前述ACP中之結合劑耐不住在熱壓合剛完成之後所產生的電子零件回復力，以致會有導電性粒子崩潰而不能維持，連接電阻變不足夠的問題。
從而，目前的現狀是要求提供一種不但可維持足夠的連接電阻，而且能夠低溫、低壓力及短時間進行連接的向異性導電薄膜；以及一種使用該各向異性導電薄膜的連接方法、及一種使用前述各向異性導電薄膜的接合體。
《先行技術文獻》 《專利文獻》
《專利文獻1》特開2011-132304號公報
《專利文獻2》國際公開第99/01519號手冊
本發明之課題在於解決過去的各項問題並達成以下之目的。即，本發明之目的在於：提供一種不但可維持充分的連接電阻、並且能夠於低溫、低 壓力及短時間連接的各向異性導電薄膜，以及提供一種使用該各向異性導電薄膜之連接方法、及一種使用前述各向異性導電薄膜之接合體。
用以解決前述課題之手段為如以下所述。即，
<1>一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接之各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子，其中前述結晶性樹脂為含有：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂。
<2>如前述<1>所述之各向異性導電薄膜，其在下述之測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度的示差掃描熱量分析(DSC,Differential scanning calorimetry)中，升溫時的熔融開始溫度和吸熱峰溫度的差之絕對值(△T1)、與降溫時的結晶化開始溫度與發熱峰溫度的差之絕對值(△T2)為滿足下式△T1>△T2；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
<3>如前述<1>至<2>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂和非晶性樹脂之質量比(結晶性樹脂：非晶性樹脂)為25：75~75：25。
<4>如前述<1>至<3>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂為含有結晶性聚酯樹脂；非晶性樹脂為含有非晶性聚酯樹脂。
<5>如前述<1>至<4>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其係更進一步含有彈性體。
<6>如前述<5>所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂之含量及非晶性樹脂之含量的和(X)、與彈性體之含量(Y)的質量比(X：Y)為160：40~60：140。
<7>如前述<1>至<6>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中導電性粒子的平均粒徑為2μm~40μm。
<8>如前述<1>至<7>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其在下述的測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度之示差掃描熱量分析中，升溫時的吸熱峰溫度(P1)、與降溫時的發熱峰溫度(P2)之差(P1-P2)為11.0℃以上；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
<9>如前述<1>至<8>中任一項所述之各向異性導電薄膜，其在下述的測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度之示差掃描熱量分析中，升溫時的吸熱量為1.0J/g~12J/g；降溫時的發熱量為1.0J/g~6.0J/g；測定溫度範圍：30℃~250℃
升溫速度：10℃/分鐘
降溫速度：20℃/分鐘
<10>一種連接方法，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接之連接方法，且包括：第一配置步驟，在前述第二電子零件的端子上配置前述<1>至<9>中任一項所述之各向異性導電薄膜；第二配置步驟，在前述各向異性導電薄膜上，按照使得前述第一電子零件的端子為與前述各向異性導電薄膜相連接的方式，來配置前述第一電子零件；及加熱擠壓步驟，藉由加熱擠壓構件來加熱及擠壓前述第一電子零件。
<11>一種接合體，其係包括具有端子的第一電子零件、與具有端子的第二電子零件、以及置於前述第一電子零件和前述第二電子零件之間的各向異性導電薄膜，該各向異性導電薄膜係將前述第一電子零件的端子與前述第二電子零 件的端子電性連接；前述各向異性導電薄膜為前述<1>至<9>中任一項所述之各向異性導電薄膜。
依據本發明，可以解決過去的各項問題並達成前述目的，而且可以提供一種不但維持充分的連接電阻、且能夠於低溫、低壓力及短時間連接的各向異性導電薄膜；並且可以提供一種使用該各向異性導電薄膜之連接方法、以及可以提供一種使用前述各向異性導電薄膜的接合體。
第1圖為於實施例6所得到的各向異性導電薄膜之DSC曲線圖(升溫時)。
第2圖為於實施例6所得到的各向異性導電薄膜之DSC曲線圖(降溫時)。
第3圖為於比較例2所得到的各向異性導電薄膜之DSC曲線圖(升溫時)。
第4圖為於比較例2所得到的各向異性導電薄膜之DSC曲線圖(降溫時)。
《用以實施發明之形態》
(各向異性導電薄膜)
本發明之各向異性導電薄膜為至少含有結晶性樹脂、非晶性樹脂及導電性粒子，較佳者為含有彈性體，視需要而更進一步含有其他的成分。
前述各向異性導電薄膜為一種使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接之各向異性導電薄膜。
<結晶性樹脂及非晶性樹脂>
前述結晶性樹脂係為，只要是含有具有與前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂(以下，有時稱為「與前述非晶性樹脂相同 種類的結晶性樹脂」)即可，並未特別地加以限制，可以按照目的而適當地選擇。
在前述結晶性樹脂為不含有與前述非晶性樹脂相同種類的結晶性樹脂的情況下，就得不到具有平滑性的各向異性導電薄膜，其結果使得連接電阻變得不足夠。
另一方面，藉由使前述結晶性樹脂為含有與前述非晶性樹脂相同種類的結晶性樹脂，因為就能夠將前述結晶性樹脂與前述非晶性樹脂予以混合，而製作成前述結晶性樹脂容易溶解於溶劑的狀態，所以就能夠得到含有幾乎均勻的結晶性樹脂之各向異性導電薄膜。
此外，所得到的各向異性導電薄膜是可以在低溫、低壓力及短時間進行連接。判斷這是因為在加熱所得到的各向異性導電薄膜使它軟化之後，於解除加熱狀態而回到常溫之際，由於前述結晶性樹脂而加速凝固所致。
因此，所謂的樹脂特徵鍵係指在藉由聚合該樹脂來進行合成之際所形成的鍵之意思。例如，在聚酯樹脂中，其係指藉由聚合該樹脂來進行合成之際所形成的酯鍵，而在聚胺基甲酸酯樹脂中，其係指藉由聚合該樹脂來進行合成之際所形成的胺基甲酸酯鍵；在聚烯烴樹脂中則是指藉由聚合該樹脂來進行合成之際所形成的碳-碳鍵。換言之，所謂的樹脂特徵鍵也可以說是該樹脂的主鍵。
因此，前述非晶性樹脂、和含有與前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵之結晶性樹脂的組合而言，舉例來說，其可以是非晶性聚酯樹脂與結晶性聚酯樹脂的組合、非晶性聚烯烴樹脂與結晶性聚烯烴樹脂的組合、非晶性聚胺基甲酸酯樹脂與結晶性聚胺基甲酸酯樹脂的組合等。
前述結晶性樹脂也可以是：含有與前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂以外之結晶性樹脂。
前述非晶性樹脂與前述結晶性樹脂之組合，舉例來說，其可以是非晶性聚酯 樹脂、與含有結晶性聚酯樹脂及結晶性聚烯烴樹脂的結晶性樹脂之組合等。
此處，所謂的結晶性樹脂係指具有結晶區域的樹脂，是否為前述結晶性樹脂，例如，可以藉由在示差掃描熱量分析中觀察升溫過程的吸熱峰來加以確認的。
前述結晶性樹脂也可以是具有結晶區域之樹脂的混合物。
前述結晶性樹脂與前述非晶性樹脂之質量比(結晶性樹脂：非晶性樹脂)，未特別加以限制，雖然可以按照目的而加以適當地選擇，較佳為15：85~85：15，更佳者為25：75~75：25。
<導電性粒子>
前述導電性粒子並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是金屬粒子、金屬被覆樹脂粒子等。
前述金屬粒子並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是鎳、鈷、銀、銅、金、鈀、焊錫等。此等係可以一種單獨使用，也可以併用二種以上。
在此等之中，較佳者是鎳、銀、銅。此等之金屬粒子，為了防止表面氧化之目的，也可以在其表面施加金、鈀。另外，也可以使用在表面施加金屬突起、或有機物的絕緣膜而形成之物。
前述金屬被覆樹脂粒子，只要是以金屬被覆樹脂粒子表面而形成的粒子即可，並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是至少以鎳、銀、焊錫、銅、金及鈀中之任何的金屬被覆樹脂粒子的表面而形成的粒子等。另外，也可以是使用在表面施加金屬突起、或有機物的絕緣膜而形成之物。在考慮低電阻連接的情況下，較佳者為以銀被覆樹脂粒子的表面而形成的粒子。
對前述樹脂粒子被覆金屬的方法並未特別加以限制，其可以按照目的而加 以適當地選擇，舉例來說，其可以是無電解鍍敷法、濺鍍法等。
前述樹脂粒子的材質並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯胍胺樹脂、交聯聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-矽石複合樹脂等。
前述導電性粒子只要是在各向異性導電連接之際具有導電性即可。例如，即便是在金屬粒子的表面施加有絕緣膜的粒子，只要是在各向異性導電連接之際，前述粒子變形而露出的金屬粒子，它即可算是前述導電性粒子。
前述導電性粒子的平均粒徑並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳為2μm~40μm，更佳為5μm~30μm，更理想是10μm~25μm，特佳為10μm~20μm。
前述平均粒徑是對於任意的十個導電性粒子進行測定而得到的粒徑之平均值。
舉例來說，前述粒徑可以藉由掃描型電子顯微鏡觀察來測定而得。
前述導電性粒子的含量並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
<彈性體>
前述彈性體並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是聚胺基甲酸酯樹脂(聚胺基甲酸酯系彈性體)、丙烯酸橡膠、聚矽氧橡膠、丁二烯橡膠等。
在具有橡膠狀彈性的特點上，前述彈性體是與前述結晶性樹脂及前述非晶性樹脂不同的。
前述結晶性樹脂的含量及前述非晶性樹脂的含量之和(X)、與前述彈性體的含量(Y)之質量比(X：Y)，並未特別加以限制，其係可以按照目的 而加以適當地選擇，然而較佳為160：40~60：140。
前述彈性體的含量並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
<第一電子零件及第二電子零件>
前述第一電子零件及前述第二電子零件，只要是可成為使用前述各向異性導電薄膜的各向異性導電連接之對象的具有端子之電子零件即可，並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是玻璃基板、撓性基板、剛性基板、積體電路(IC,Integrated Circuit)晶片、捲帶式自動接合(TAB,Tape Automated Bonding)、液晶面板等。前述玻璃基板，舉例來說其可以是鋁(Al)配線形成玻璃基板、氧化銦錫(ITO)配線形成玻璃基板等。前述IC晶片，舉例來說，其可以是平板面板顯示器(FPD,Flat Panel Display)中的液晶畫面控制用IC晶片等。
前述各向異性導電薄膜為在下述的測定條件A(測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度)之示差掃描熱量分析中，升溫時的熔融開始溫度和吸熱峰溫度的差之絕對值(△T1)、與降溫時的結晶化開始溫度和發熱峰溫度的差之絕對值(△T2)，較佳為滿足下式：△T1>△T2。
〔測定條件A〕
測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
滿足前述式△T1>△T2係指快速引起前述結晶性樹脂之結晶化的意思。
藉由使之滿足前述式△T1>△T2，在加熱使前述各向異性導電薄膜軟化之後，解除加熱狀態返回常溫之際，就會更快速地由於前述結晶性樹脂引起凝固。其結 果，就可以更確實地實現於低溫、低壓力及短時間之連接，即使在前述連接之中也可得到具有更優異的連接電阻之各向異性導電薄膜。
前述△T1和前述△T2之差(△T1-△T2)更佳為15℃以上，特佳為18℃~50℃。
在前述測定條件A的示差掃描熱量分析中之吸熱峰溫度(P1)並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為70℃~115℃，更佳者為100℃~115℃，特佳者為105℃~110℃。
在前述測定條件A的示差掃描熱量分析中之發熱峰溫度(P2)並未特別加以限制，其可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為60℃~105℃，更佳者為85℃~105℃，特佳者為90℃~100℃。
前述各向異性導電薄膜的在前述測定條件A之示差掃描熱量分析中，升溫時的吸熱峰溫度(P1)、與降溫時的發熱峰溫度(P2)之差(P1-P2)較佳者為11.0℃以上，更佳者為11.0℃~14.0℃。
前述各向異性導電薄膜的在前述測定條件A之示差掃描熱量分析中，升溫時的吸熱量為1.0J/g~12J/g，而降溫時的發熱量為1.0J/g~6.0J/g。
升溫時所觀察到的吸熱現象係指結晶性樹脂成分解除結晶狀態而熔融的意思。再者，當前述吸熱量為1.0J/g~12J/g時，則前述各向異性導電薄膜在各向異性導電連接中，會於前述導電性粒子崩潰之際變成容易崩潰的熔融狀態。當前述吸熱量小於1.0J/g時，則在各向異性導電連接中有的時候會因為前述導電性粒子難以崩潰而引起導通不良。當前述吸熱量超過12J/g時，由於前述各向異性導電薄膜熔融時之黏度變化大，所以前述各向異性導電薄膜的壓合部之氣泡變多以致損害連接外觀，依情況而定，有的時候會因氣泡過多而導致連接信頼性不佳。
另一方面，在降溫時觀察到發熱現象係意味著結晶性樹脂成分的熔融狀態 會由於結晶化而急速地固化。再者，前述發熱量係表示結晶化而固化的程度。當前述發熱量小於1.0J/g時，則會有在環境試驗下連接電阻上升、連接信頼性不佳的情形。當前述發熱量超過6.0J/g時，則由於室溫下前述各向異性導電薄膜本身變成過硬，因而會有在貼附前述各向異性導電薄膜時的暫時接合性等之使用順手性不佳，導致剝離強度降低的情形。
前述各向異性導電薄膜是不含有硬化劑，不會因加熱而致使樹脂交聯。所以，即使是使用於低溫、且短時間之連接的各向異性導電薄膜，亦能夠長期保存。
前述各向異性導電薄膜的平均厚度並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為5μm~100μm，更佳者為10μm~60μm，特佳者為20μm~50μm。
前述各向異性導電薄膜的製造方法並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以是在將前述結晶性樹脂和前述非晶性樹脂溶解於溶劑而得到混合塗料之後，再視需要於前述混合塗料混入前述彈性體，更且進一步地與前述導電性粒子混合而得到的各向異性導電組成物，塗佈於經剝離處理過的聚對苯二甲酸乙二酯(PET,polyethylene-terephthalate)薄膜上之方法等。
前述溶劑並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
(連接方法)
本發明之連接方法係至少包括第一配置步驟、第二配置步驟及加熱擠壓步驟，更且可視需要而進一步含有其他的步驟。
前述連接方法為一種使第一電子零件的端子和第二電子零件的端子各向異性導電連接之方法。
前述第一電子零件及前述第二電子零件並未特別加以限制， 其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以分別是在本發明之各向異性導電薄膜的說明中所例示之第一電子零件及第二電子零件。
<第一配置步驟>
前述第一配置步驟，只要是在前述第二電子零件的端子上配置本發明的各向異性導電薄膜之步驟即可，並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
<第二配置步驟>
前述第二配置步驟，只要是在前述各向異性導電薄膜上，按照使得前述第一電子零件的端子與前述各向異性導電薄膜相接的方式，來配置前述第一電子零件之步驟即可，並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
<加熱擠壓步驟>
前述加熱擠壓步驟，只要是藉由加熱擠壓構件來加熱及擠壓前述第一電子零件之步驟即可，並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇。
前述加熱擠壓構件，舉例來說，其可以是具有加熱機構的擠壓構件等。前述具有加熱機構的擠壓構件，舉例來說，其可以是加熱器具等。
前述加熱的溫度並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為100℃~140℃。
前述擠壓的壓力並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為0.5MPa~10MPa。
前述加熱及擠壓的時間並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，然而較佳者為0.5秒鐘~10秒鐘。
(接合體)
本發明之接合體係至少含有第一電子零件、第二電子零件與各向異性導電薄膜，更且可視需要而進一步含有其他的構件。
前述第一電子零件及前述第二電子零件並未特別加以限制，其係可以按照目的而加以適當地選擇，舉例來說，其可以分別是在本發明之各向異性導電薄膜的說明中所例示之第一電子零件及第二電子零件。
前述各向異性導電薄膜為本發明之各向異性導電薄膜。
前述各向異性導電薄膜為配置於前述第一電子零件和前述第二電子零件之間，並與前述第一電子零件的端子和前述第二電子零件的端子電性連接。
舉例來說，前述接合體可以是藉由本發明之連接方法所製造而得的。
《實施例》
以下說明本發明之實施例，然而本發明當然是不受到此等實施例之任何限定。
(實施例1)
<各向異性導電薄膜之製作>
將25質量份之結晶性樹脂的愛龍梅魯特PES-111EE(東亞合成股份有限公司製、以結晶性聚酯樹脂為主成分之結晶性樹脂)、75質量份之非晶性樹脂的艾利特魯UE3500(尤尼吉可股份有限公司製、非晶性聚酯樹脂)及400質量份之混合溶劑(甲苯：甲基乙基酮=1：1(質量比))加以混合及攪拌而得到混合塗料。
接著，在所得到的混合塗料中，混合固體物量相當於100質量份的量之尼波朗N-5196(日本聚胺酯工業股份有限公司製、聚碳酸酯骨架的聚胺基甲酸酯系彈性體、固體物為30質量%)。
然後，更進一步地加入7質量份之平均粒徑20μm的球狀銀(Ag)鍍敷樹脂粒子(以下述之製造方法所得到的導電性粒子)，進而製成得到各向異性導電組成物。
按照使得乾燥後的平均厚度成為35μm的方式，將所得到的各向異性導電組成物塗佈於50μm厚度的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜上，以80℃進行乾燥 10分鐘而製作成各向異性導電薄膜。
-導電性粒子之製造-
--二乙烯基苯系樹脂粒子之製造--
在調整二乙烯基苯、苯乙烯及甲基丙烯酸丁酯之混合比所形成的溶液中，投入過氧化苯甲醯之重合開始劑，藉由一邊以高速均勻攪拌一邊加熱來進行聚合反應而得到微粒子分散液。藉由過濾前述微粒子分散液並予以減壓乾燥來得到微粒子凝集體之塊體。更進一步地，藉由粉碎前述塊體而得到二乙烯基苯系樹脂粒子。
--樹脂粒子之銀鍍敷--
在室溫下將4.25g作為銀鹽的硝酸銀溶解於純水625mL而形成的溶液中，加入15g作為還原劑之苯并咪唑並予以溶解，在確認當初生成的沈殿物完全溶解以後，溶解作為錯化劑之5g珀琥酸亞胺及3g檸檬酸一水和物，然後，投入13g作為結晶調整劑之乙醛酸，使之完全溶解而調製成無電解銀鍍敷液。
其次，將上述所得到的二乙烯基苯系樹脂粒子投入前述無電解銀鍍敷液中，一邊攪拌該液一邊進行加熱到保持溫度於50℃。然後，以布氏漏斗過濾分離粒子，於真空乾燥機、80℃下乾燥2小時而得到平均粒徑20μm的球狀銀(Ag)鍍敷樹脂粒子(導電性粒子)。
<示差掃描熱量分析(DSC分析)>
以下述的條件進行DSC分析，求得升溫時之熔融開始溫度、吸熱峰溫度與吸熱量，以及降溫時之結晶化開始溫度、發熱峰溫度與發熱量。結果示於表1-1。
測定裝置：Q100、TI儀器公司製
測定試料：5mg
測定溫度範圍：30℃~250℃
升溫速度：10℃/分鐘
降溫速度：20℃/分鐘
<接合體之製造及接合體之評價>
藉由以下的方法來製造接合體，進行如以下所示之評價。結果示於表1-1中。
第二電子零件為：使用印刷配線板〔0.4mm間距(線/空間=0.2/0.2)、銅圖案厚度35μm、鎳/金鍍敷處理、基材厚度1.0mm〕。
第一電子零件為使用：撓性印刷基板〔0.4mm間距(線/空間=0.2/0.2)、聚醯亞胺厚度25μm、銅圖案厚度12μm、鎳/金鍍敷處理〕。
在前述第二電子零件的端子上，配置如上述所得到的各向異性導電薄膜(薄膜寬度2.0mm)。接著，在前述各向異性導電薄膜上，配置前述第一電子零件。繼續，隔著緩衝材(聚矽氧橡膠、厚度0.2mm)，藉由加熱器(寬度2.0mm)，於120℃、2MPa、3秒鐘的條件下，對於前述第一電子零件進行加熱及擠壓而得到接合體。
<<導通電阻值(連接電阻)>>
以下述的方法，測定所得到的接合體之初期電阻值、及高溫高濕試驗(60℃ 95%RH環境下放置500小時)後的電阻值，並進行評價。
使用數位多功測定儀(品號：數位多功測定儀34401A、安捷倫公司製)，以四端子法測定流通電流1mA時之電阻值。對於30渠道，測定其電阻值，以下述的評價基準評價最大的電阻值。結果示於表1-1。
〔評價基準〕
○：電阻值小於0.11Ω
△：電阻值為0.11Ω以上但小於0.15Ω
×：電阻值為0.15Ω以上
<<剝離強度>>
對於撓性印刷基板，進行從印刷配線板的90°方向剝離之90°剝離試驗(JIS K6854-1)。在剝離試驗中，使用切割成1cm寬度的試驗片。測定剝離強度並以下述之評價基準進行評價。結果示於表1-1。
〔評價基準〕
○：8.0N/cm以上
△：6.0N/cm以上但小於8.0N/cm
×：小於6.0N/cm
(實施例2~6、比較例1~2)
除了將實施例1中的結晶性樹脂、非晶性樹脂及彈性體的摻混量改變成表1-1所記載之摻混量以外，與實施例1同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行與實施例1相同的評價。結果示於表1-1。
實施例6所得到的各向異性導電薄膜之DSC分析結果表示於第1圖及第2圖。第1圖為升溫時的DSC曲線圖。第2圖為降溫時的DSC曲線圖。在第1圖的DSC曲線圖上，可觀察到熔融開始溫度為77.0℃，並可於107.5℃觀察到吸熱峰。又，由吸熱峰面積所計算得到的吸熱量為7.3J/g。在第2圖的DSC曲線圖上，可觀察到結晶化開始溫度為99.3℃，並可於95.3℃觀察到發熱峰。又，由發熱峰面積所計算得到的發熱量為3.7J/g。
在比較例2所得到的各向異性導電薄膜之DSC測定結果表示於第3圖及第4圖。第3圖為升溫時的DSC曲線圖。第4圖為降溫時的DSC曲線圖。在第3圖的DSC曲線圖上，不能觀察到吸熱峰。在第4圖的DSC曲線圖上，不能觀察到發熱峰。
(實施例7~10)
除了將實施例1中的結晶性樹脂、非晶性樹脂及彈性體的摻混量改變成表1-2所記載之摻混量以外，和實施例1同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行和實施例1相同的評價。結果示於表1-2。
(實施例11)
除了將實施例5中的結晶性樹脂代換成拜龍GA-6400(東洋紡股份有限公司製、結晶性聚酯樹脂)、將非晶性樹脂代換成艾利特魯UE3600(尤尼吉可股份有限公司製、非晶性聚酯樹脂)以外，和實施例5同樣進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行與實施例1相同的評價。結果示於表1-2。
(實施例12)
除了將實施例5中的彈性體代換成特森樹脂SG-80H(長瀨化成股份有限公司製、丙烯酸橡膠系彈性體)以外，與實施例5同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行和實施例1相同的評價。結果示於表1-2。
(實施例13)
除了將實施例6中的導電性粒子代換成平均粒徑10μm的球狀銀(Ag)鍍敷樹脂粒子以外，與實施例6同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行和實施例1相同的評價。結果示於表1-2。
(比較例3)
除了將實施例5中的非晶性樹脂(非晶性聚酯樹脂)代換成YP-50(新日鐵化學股份有限公司製、非晶性苯氧樹脂)以外，和實施例5同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行與實施例1相同的評價。結果示於表1-3。
(比較例4~5)
除了將實施例1中的結晶性樹脂及非晶性樹脂之摻混量改變成表1-3所記載之摻混量以外，與實施例1同樣地進行而製作成各向異性導電薄膜及接合體。
對於所得到的各向異性導電薄膜及接合體，進行和實施例1相同的評價。結果示於表1-3。
在表1-1~表1-3中的各組成之摻混量(與含量相同)的單位是質量份。
在表1-1~表1-3中的△T1為於示差掃描熱量分析中之升溫時的熔融開始溫度與吸熱峰溫度之差的絕對值，△T2為於示差掃描熱量分析中之降溫時的結晶化開始溫度與發熱峰溫度之差的絕對值。
從實施例1~13可以確認：本發明之各向異性導電薄膜不但可維持充分的連接電阻，而且能夠實現於低溫(120℃)、低壓力(2MPa)及短時間(3秒鐘)之連接。又，可以確認：即使剝離強度也是優異的。
從實施例1~3及實施例9~10的結果來看，可以確認：在結晶性樹脂與非晶性樹脂之質量比(結晶性樹脂：非晶性樹脂)為25：75~75：25時，導通電阻值及剝離強度之連接特性是比較優異的。
從實施例4~6,8的結果來看，可以確認：在結晶性樹脂的含量及非晶性樹脂的含量之和(X)、與彈性體的含量(Y)之質量比(X：Y)為160：40~60：140時，即使是在高溫高濕試驗之後，連接電阻值也是比較優異的。
比較例1，由於不含非晶性樹脂而不能得到平滑的各向異性導電薄膜，其結果，則在高溫高濕試驗之後的導通電阻值變得不充分。
比較例2及5，則由於不含結晶性樹脂，以致各向異性導電薄膜的凝集力 低，其結果，則在高溫高濕試驗之後的導通電阻值變得不充分。
比較例3，由於結晶性樹脂與非晶性樹脂是不同種類(樹脂特徵鍵不同)，以致不能得到平滑的各向異性導電薄膜，其結果，則在高溫高濕試驗之後的導通電阻值變得不充分。
比較例4，由於不含非晶性樹脂，以致不能得到平滑的各向異性導電薄膜，其結果，則在高溫高濕試驗之後的導通電阻值變得不充分。又，由於結晶性樹脂的含量多、彈性體未均勻地分散，因而局部產生硬質部分，以致剝離強度變得不充分。
《產業利用可能性》
本發明之各向異性導電薄膜，由於不但可以維持充分的連接電阻，而且能夠實現低溫、低壓力及短時間之連接，所以可以非常適合使用於做為使基板的端子與電子零件的端子各向異性導電連接來製造接合體時之連接材料。

Claims (12)

  1. 一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接而形成的各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子；前述結晶性樹脂為包括：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂，前述各向異性導電薄膜係在下述之測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度下之示差掃描熱量分析之中，升溫時的熔融開始溫度和吸熱峰溫度間之差的絕對值為△T1、與降溫時的結晶化開始溫度和發熱峰溫度間之差的絕對值為△T2，滿足下式：△T1>△T2；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
  2. 一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接而形成的各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子；前述結晶性樹脂為包括：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂，前述各向異性導電薄膜係在下述的測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度下之示差掃描熱量分析之中，升溫時的吸熱峰溫度(P1)、與降溫時的發熱峰溫度(P2)之差(P1-P2)為11.0℃以上；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
  3. 一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接而形成的各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子；前述結晶性樹脂為包括：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂，前述各向異性導電薄膜係在下述之測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度下之示差掃描熱量分析之中，升溫時的吸熱量為1.0J/g~12J/g，而降溫時的發熱量為1.0J/g~6.0J/g；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
  4. 一種各向異性導電薄膜，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子各向異性導電連接而形成的各向異性導電薄膜，且該各向異性導電薄膜含有結晶性樹脂、非晶性樹脂、導電性粒子；前述結晶性樹脂為包括：具有和前述非晶性樹脂所具有的樹脂特徵鍵相同的樹脂特徵鍵的結晶性樹脂，前述各向異性導電薄膜係在下述之測定溫度範圍、升溫速度及降溫速度下之示差掃描熱量分析之中，吸熱峰溫度(P1)為100℃~115℃；測定溫度範圍：30℃~250℃；升溫速度：10℃/分鐘；降溫速度：20℃/分鐘。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂與非晶性樹脂之質量比(結晶性樹脂：非晶性樹脂)為25：75~75：25。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂為含有結晶性聚酯樹脂；非晶性樹脂為含有非晶性聚酯樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之各向異性導電薄膜，其係更進一步地含有彈性體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之各向異性導電薄膜，其中結晶性樹脂的含量及非晶性樹脂的含量之和(X)、與彈性體的含量(Y)之質量比(X：Y)為160：40~60：140。
  9. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之各向異性導電薄膜，其中導電性粒子的平均粒徑為2μm~40μm。
  10. 一種連接方法，其係為使第一電子零件的端子與第二電子零件的端子呈各向異性導電連接之連接方法；且包括：第一配置步驟，在前述第二電子零件的端子上配置如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之各向異性導電薄膜；第二配置步驟，在前述各向異性導電薄膜上，依據使得前述第一電子零件的端子為與前述各向異性導電薄膜相接的方式，來配置前述第一電子零件；及加熱擠壓步驟，藉由加熱擠壓構件來加熱及擠壓前述第一電子零件。
  11. 一種接合體，其係包括具有端子的第一電子零件、具有端子的第二電子零件、及置於前述第一電子零件和前述第二電子零件之間的各向異性導電薄膜，該各向異性導電薄膜係將前述第一電子零件的端子和前述第二電子零件的端子電性連接；前述各向異性導電薄膜為如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之各向異性導電薄膜。
  12. 一種接合體的製造方法，其係在具有端子的第一電子零件與具有端子的第二電子零件之間，配置如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之各向異性導電薄膜，並藉由加熱及擠壓，使前述第一電子零件的端子與前述第二電子零件的端子呈各向異性導電連接。
TW106127377A 2012-09-18 2013-09-13 各向異性導電薄膜、其連接方法及其接合體，以及接合體的製造方法 TWI636111B (zh)

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