TWI834608B - 接著劑組成物及連接體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的一方面是一種接著劑組成物，其含有接著劑成分及導電性粒子，導電性粒子具有塑膠粒子及被覆所述塑膠粒子的金屬層，於導電性粒子的表面形成有多個突起部，多個突起部的高度平均為85 nm～1200 nm。

Description

接著劑組成物及連接體的製造方法
本發明是有關於一種接著劑組成物及連接體的製造方法。
近年來，電子零件的小型化、薄型化及高性能化推進，與此同時高密度安裝技術的開發正活躍地進行。於所述高密度安裝中，難以藉由先前的焊料及橡膠連接器來應對電子零件與微細電路電極的連接。因此，大多使用利用了分解能優異的各向異性導電性的接著劑及其膜的連接方法。所述連接方法中，例如於連接液晶顯示器(Liquid Crystal Display)的玻璃基板與可撓性電路基板(FPC；Flexible Print Circuit)般的電路構件時，將含有導電性粒子的各向異性導電性接著劑膜夾持在對向的電極間，進行加熱及加壓，藉此一面維持同一基板上的鄰接的電極彼此的絕緣性，一面使兩基板的電極彼此電性連接，從而使具有微細電極的電子零件與電路構件接著固定。
另外，根據模組的輕量化及薄型化的要求，期望使用塑膠基板等可撓性基板來代替所述玻璃基板。於利用各向異性導電性接著劑膜來連接使用了所述基板的構件彼此的情況下，為了減少連接電阻，而研究了於各向異性導電性接著劑膜中所含的導電 性粒子的表面形成突起，亦進行了所述導電性粒子的形狀的評價(參照專利文獻1)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2016-61722號公報
作為可撓性基板或玻璃基板的電極，例如可使用由金屬氧化物等形成的透明電極。於將FPC般的電路構件連接於該些的具有金屬氧化物等的電極的電路構件上的情況下，存在難以確保充分的電性連接的傾向。尤其，於使用包含導電性粒子的接著劑進行連接的情況下，電極間的電性連接的可靠性存在改良的餘地。
因此，本發明的主要目的在於於藉由含有導電性粒子的接著劑來連接具有可撓性基板或玻璃基板的電路構件的情況下，獲得可靠性更高的電性連接。
本發明的一方面是一種接著劑組成物，其含有接著劑成分及導電性粒子，導電性粒子具有塑膠粒子及被覆所述塑膠粒子的金屬層，於導電性粒子的表面形成有多個突起部，多個突起部的高度平均為85nm~1200nm。
本發明的另一方面是一種連接體的製造方法，其包括如下步驟：於第一電路構件與第二電路構件之間配置電路連接材料 而製作積層體，所述第一電路構件具有第一基板及設置於所述第一基板上的第一連接端子，所述第二電路構件與第一電路構件對向配置且具有第二基板及設置於所述第二基板上的第二連接端子，對所述積層體進行加熱及加壓，而使第一電路構件與第二電路構件彼此電性連接，電路連接材料含有接著劑成分及導電性粒子，導電性粒子具有塑膠粒子及被覆所述塑膠粒子的金屬層，於導電性粒子的表面形成有多個突起部，多個突起部的高度平均為85nm~1200nm。
於所述各側面中，於導電性粒子的投影像中，突起部的面積相對於導電性粒子表面的面積的比例可為8%~60%。導電性粒子可於導電性粒子的最表面具有由Pd形成的層作為金屬層。由Pd形成的層的厚度可為2nm~200nm。
所述接著劑組成物可用於使第一電路構件與第二電路構件彼此電性連接，所述第一電路構件具有第一基板及設置於所述第一基板上的第一連接端子，所述第二電路構件具有第二基板及設置於所述第二基板上的第二連接端子。該情況下，第一基板為積體電路(Integrated Circuit，IC)晶片或可撓性基板，第二基板可為包含選自由聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯及聚萘二甲酸乙二酯所組成的群組中的至少一種熱塑性樹脂的可撓性基板。第一基板為IC晶片或可撓性基板，第二基板可為玻璃基板或者具有玻璃基板及設置於所述玻璃基板上的絕緣膜的複合基板。
所述連接體的製造方法中，第一基板為IC晶片或可撓性基板，第二基板可為包含選自由聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯及聚萘二甲酸乙二酯所組成的群組中的至少一種熱塑性樹脂的可撓性基板。第一基板為IC晶片或可撓性基板，第二基板可為玻璃基板或者具有玻璃基板及設置於所述玻璃基板上的絕緣膜的複合基板。
根據本發明，於藉由含有導電性粒子的接著劑來連接具有可撓性基板或玻璃基板的電路構件的情況下，可獲得可靠性更高的電性連接。
1:接著劑膜
2:接著劑成分
3、3A、3B、23:導電性粒子
4:第一電路構件
5:第二電路構件
6:第一基板
6a:第一基板的一面
7:第一連接端子
8:第二基板
8a:第二基板的一面
9:第二連接端子
10、20:連接體
11:連接部
12:硬化物
31:塑膠粒子
32A、32B:金屬層
32a:第一金屬層
32b:第二金屬層
23a、33、33A、33B:突起部
圖1是示意性表示接著劑組成物的一實施形態的剖面圖。
圖2(a)、圖2(b)是示意性表示導電性粒子的一實施形態的剖面圖。
圖3(a)、圖3(b)是示意性表示連接體的製造方法的一實施形態的剖面圖。
圖4是示意性表示一實施形態的連接體的主要部分的剖面圖。
圖5是示意性表示先前的連接體的主要部分的剖面圖。
以下，對本發明的實施形態進行詳細說明。但是，本發 明並不限定於以下的實施形態。
一實施形態的接著劑組成物為形成為膜狀的接著劑膜。另一實施形態中，接著劑組成物亦可為膜狀以外的狀態(例如糊狀)。
圖1是示意性表示一實施形態的膜狀的接著劑組成物(接著劑膜)的剖面圖。如圖1所示，接著劑膜1於一實施形態中具備接著劑成分(絕緣性接著劑)2、及在接著劑成分2中分散的導電性粒子3。接著劑膜1的厚度可為例如10μm~50μm。
接著劑成分於一實施形態中含有具有絕緣性且藉由熱或光而硬化的硬化性成分。接著劑成分以接著劑組成物中的導電性粒子以外的固體成分的形式定義。
硬化性成分可包含自由基聚合性物質及游離自由基產生劑，亦可包含熱硬化性樹脂，還可包含自由基聚合性物質、游離自由基產生劑及熱硬化性樹脂。
自由基聚合性物質為具有藉由自由基而進行聚合的官能基的物質，例如可列舉：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及馬來醯亞胺化合物。自由基聚合性物質的含量以接著劑成分總量為基準亦可為例如50質量%~80質量%。
作為丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯，例如可列舉：胺基甲酸酯丙烯酸酯、胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丁酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯 酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、2-羥基-1,3-二丙烯醯氧基丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基甲氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、丙烯酸二環戊烯酯、丙烯酸三環癸酯、異三聚氰酸雙(丙烯醯氧基乙基)酯、異三聚氰酸ε-己內酯改質三(丙烯醯氧基乙基)酯及異三聚氰酸三(丙烯醯氧基乙基)酯。關於自由基聚合性物質，可將該些單獨使用或者將兩種以上組合使用。就接著性的觀點而言，自由基聚合性物質較佳為胺基甲酸酯丙烯酸酯或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯。
作為自由基聚合性物質，就提高耐熱性的觀點而言，尤佳為併用胺基甲酸酯丙烯酸酯或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯、與利用有機過氧化物交聯的、單獨顯示出100℃以上的Tg的自由基聚合性物質。所述自由基聚合性物質亦可具有二環戊烯基、三環癸基及/或三嗪環，較佳為具有三環癸基或三嗪環。
自由基聚合性物質亦可為於25℃下的黏度為100000mPa．s~1000000mPa．s的自由基聚合性物質的至少一種，較佳為亦可為100000mPa．s~500000mPa．s的自由基聚合性物質的至少一種。自由基聚合性物質的黏度可使用市售的E型黏度計進行測定。
游離自由基產生劑是藉由加熱或光而分解從而產生游離自由基的化合物，例如為過氧化化合物或偶氮系化合物。游離自由基產生劑可根據作為目標的連接溫度、連接時間、適用期等而適宜選定。游離自由基產生劑例如亦可為選自過氧化苯甲醯、過氧化二醯基、過氧化二碳酸酯、過氧化酯、過氧化縮酮、過氧 化二烷基及過氧化氫中的一種以上。就高反應性與適用期的觀點而言，游離自由基產生劑較佳為10小時半衰期溫度為40℃以上、且1分鐘半衰期溫度為180℃以下的有機過氧化物。游離自由基產生劑亦可組合使用分解促進劑、抑制劑等。游離自由基產生劑的含量以接著劑成分總量為基準亦可為例如0.05質量%~15質量%。
於接著劑成分含有自由基硬化型材料的情況下，亦可進一步包含聚合抑制劑。聚合抑制劑亦可為對苯二酚、甲基醚對苯二酚類等。聚合抑制劑的含量以接著劑成分總量為基準亦可為0.05質量%~5質量%。
熱硬化性樹脂例如可列舉：環氧樹脂、氰酸酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂、烯丙基納迪克醯亞胺樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、矽酮樹脂、間苯二酚甲醛樹脂、二甲苯樹脂、呋喃樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、酮樹脂、三聚氰酸三烯丙酯樹脂、聚異氰酸酯樹脂、含有異三聚氰酸三(2-羥基乙基)酯的樹脂、含有偏苯三酸三烯丙酯的樹脂、由環戊二烯所合成的熱硬化性樹脂、由芳香族二氰胺的三聚化所得的熱硬化性樹脂等。關於熱硬化性樹脂，可將該些單獨使用或者將兩種以上組合使用。熱硬化性樹脂的含量以接著劑成分總量為基準亦可為例如20質量%~50質量%。
於接著劑成分含有熱硬化性樹脂的情況下，接著劑成分亦可進一步含有硬化劑。硬化劑可為三聚氰胺及其衍生物、醯肼 系硬化劑、三氟化硼-胺錯合物、鋶鹽、胺醯亞胺、二胺基順丁烯二腈、多胺鹽、二氰二胺(dicyandiamide)等或該些的改質物，可將該些單獨使用或者將兩種以上組合使用。除此以外，硬化劑亦可為多胺類、聚硫醇、多酚、酸酐等加成聚合型硬化劑，亦可併用加成聚合型硬化劑與觸媒型硬化劑。硬化劑的含量以接著劑成分總量為基準亦可為0.5質量%~15質量%。
利用聚胺基甲酸酯系、聚酯系等高分子物質或Ni、Cu等金屬薄膜及矽酸鈣等無機物將該些硬化劑被覆而經微膠囊化者可延長使用壽命，因此較佳。
接著劑成分亦可進一步含有矽酮粒子等填充材、軟化劑、促進劑、抗老化劑、著色劑、阻燃化劑、觸變劑、偶合劑等。
於使接著劑組成物形成為膜狀的情況下，為了提高膜形成性，接著劑成分亦可包含具有羥基等官能基的樹脂。所述樹脂亦可為聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙烯丁醛、聚乙烯甲醛、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、聚氯乙烯、聚伸苯醚、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、二甲苯樹脂、環氧樹脂、聚異氰酸酯樹脂、苯氧基樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚酯胺基甲酸酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等，就進一步提高連接可靠性的觀點而言，亦可為根據高效液相層析法(high performance liquid chromatography，HPLC)求出的重量平均分子量為10000以上的高分子量環氧樹脂或苯氧基樹脂。接著劑成分亦可含有該些樹脂經自由基聚合性官能基改質而成者，為了調整熔融黏度等，亦可含有該些樹脂與苯乙烯系樹脂或丙烯酸 樹脂的混合物。作為其他實施形態，為了提高膜形成性，接著劑成分亦可含有橡膠。
圖2(a)、圖2(b)是示意性表示接著劑膜1中所含的導電性粒子3的一實施形態的剖面圖。如圖2(a)所示般，導電性粒子3A於一實施形態中具有塑膠粒子31及被覆塑膠粒子31的金屬層32A。
較佳為塑膠粒子31的表面的實質上整體經金屬層32A被覆，但亦可於維持作為電路連接材料的功能(將電路構件彼此電性連接的功能)的範圍內使塑膠粒子31的表面的一部分不經金屬層32A被覆而露出。
塑膠粒子31亦可為例如包含含有選自苯乙烯及二乙烯基苯中的至少一種單體作為單體單元的聚合物的粒子。該聚合物亦可進一步包含(甲基)丙烯酸酯作為單體單元。
塑膠粒子31的直徑較佳為平均可為1μm以上，亦可為40μm以下。就高密度安裝的觀點而言，塑膠粒子31的直徑更佳為平均為1μm以上、30μm以下。就於電極的表面具有凹凸偏差的情況下更穩定地維持連接狀態的觀點而言，塑膠粒子31的直徑更佳為平均為2μm以上、20μm以下。
金屬層32A例如包含一層金屬層。金屬層32A例如由Ni、Cu、NiB、Ag或Ru形成。金屬層32A的厚度例如可為50nm以上、300nm以下。金屬層32A的厚度是指未形成後述的突起部的金屬層的部分的厚度。金屬層32A的厚度可藉由電子顯微鏡進 行測定。
如圖2(b)所示般，於另一實施形態的導電性粒子3B中，金屬層32B亦可為包含第一金屬層32a及第二金屬層32b此二層的金屬層。即，另一實施形態的導電性粒子3B具備：塑膠粒子31；被覆塑膠粒子31的第一金屬層32a；以及被覆第一金屬層32a的第二金屬層32b。
第一金屬層32a例如由Ni形成。第二金屬層32b例如可由Au或Pd形成，就進一步提高可靠性的觀點而言，較佳為由Pd形成。即，導電性粒子3B可於導電性粒子3B的最表面具有由Au或Pd形成的層作為金屬層，就進一步提高可靠性的觀點而言，較佳為具有由Pd形成的層。
第一金屬層32a的厚度例如可為50nm以上、300nm以下。第二金屬層32b的厚度例如可為2nm以上、5nm以上或10nm以上，可為200nm以下、100nm以下或50nm以下，可為2nm~200nm、2nm~100nm、2nm~50nm、5nm~200nm、5nm~100nm、5nm~50nm、10nm~200nm、10nm~100nm或10nm~50nm。第一金屬層32a及第二金屬層32b的厚度分別是指未形成後述的突起部的金屬層的部分的厚度。第一金屬層32a及第二金屬層32b的厚度可藉由電子顯微鏡進行測定。
於導電性粒子3的表面形成有多個突起部33。於圖2(a)所示的導電性粒子3A中，突起部33A由包含一層的金屬層32A構成。於圖2(b)所示的導電性粒子3B中，突起部33B由包含 第一金屬層32a及第二金屬層32b此二層的金屬層32B構成。
就提高電性連接的可靠性的觀點而言，突起部33的高度為85nm以上、90nm以上或100nm以上，且為1200nm以下、1000nm以下、600nm以下、500nm以下、400nm以下、300nm以下或200nm以下。就同樣的觀點而言，突起部33的高度亦可為85nm~1200nm、85nm~1000nm、85nm~600nm、85nm~500nm、85nm~400nm、85nm~300nm、85nm~200nm、90nm~1200nm、90nm~1000nm、90nm~600nm、90nm~500nm、90nm~400nm、90nm~300nm、90nm~200nm、100nm~1200nm、100nm~1000nm、100nm~600nm、100nm~500nm、100nm~400nm、100nm~300nm或100nm~200nm。
此處，突起部33的高度藉由分析包含導電性粒子的投影像的二維圖像而決定。二維圖像的分析可依照日本專利特開2016-61722號公報中記載的方法進行。
具體而言，例如可藉由如下方法決定，所述方法包括：對拍攝了多個導電性粒子的二維圖像中的各導電性粒子的投影像與其他區域的邊界、即粒子邊緣進行檢測的步驟；以粒子邊緣為基礎計算出二維圖像上的導電性粒子的中心座標的步驟；以中心座標的周圍的規定的角度為單位，將粒子邊緣分割成多個粒子邊緣部分(例如12個)，按照多個粒子邊緣部分計算出中心座標與粒子邊緣的距離的最大值與最小值的差分，計算出該些差分的平均值作為突起的高度的步驟；以及計算出針對多個導電性粒子(例如 5個~100個任意的個數)而計算出的突起的高度的平均值的步驟。
於所述二維圖像的分析中，粒子邊緣實質上相當於導電性粒子的二維投影像的、包含源自突起部的凹凸的外周。自二維圖像所得的亮度的度數分佈通常表示反映粒子邊緣的部分的最小值。將對應於所述最小值的亮度作為第一閾值並對二維圖像進行二值化，而生成二值化圖像。於所得的二值化圖像中形成的邊緣作為粒子邊緣而被檢測出。以粒子邊緣為基礎計算出二維圖像上的導電性粒子的中心座標。利用最小二乘法求出對粒子邊緣進行擬合的圓，所述圓的中心為導電性粒子的中心座標。
就進一步提高電性連接的可靠性的觀點而言，突起部33相對於導電性粒子3的表面的投影像的整體的面積比例(突起部33的面積率)較佳為8%以上、9%以上或20%以上，較佳為60%以下或50%以下，較佳為8%~60%、8%~50%、9%~60%、9%~50%、20%~60%或20%~50%。
突起部的面積率亦可藉由依照日本專利特開2016-61722號公報中記載的方法對導電性粒子的二維圖像進行分析而決定。突起部的面積率例如可藉由如下方法決定，所述方法包括：根據粒子邊緣的內側的區域中的亮度的度數分佈計算出和突起部與其以外的部分的邊界相對應的第二閾值的步驟；藉由所得的第二閾值對粒子邊緣的內側的區域進行二值化而生成二值化圖像的步驟；以及於所得的二值化圖像中，計算出對應於突起部的區域的面積相對於粒子邊緣的內側的面積的比例作為突起部的 面積率的步驟。
具有所述突起部的導電性粒子3例如可藉由利用金屬鍍敷於塑膠粒子31的表面上形成金屬層32A、金屬層32B而獲得。於金屬鍍敷時，可藉由變更鍍敷條件而使金屬層32A、金屬層32B的厚度發生變化，而形成突起部33。例如，於金屬鍍敷的過程中，可藉由階段性地提高鍍敷液的濃度而形成突起部33。
或者，即便藉由調節鍍敷液的pH、例如將鍍鎳液的pH設為6，亦可形成具有隆起狀的突起部的金屬層(參照望月等人的「表面技術」、Vol.48,No.4、429頁~432頁、1997)。於使用甘胺酸作為有助於鍍敷浴的穩定性的錯合劑的情況下，可形成具有平坦的表面的金屬層，與此相對，於使用酒石酸或DL-蘋果酸作為錯合劑的情況下，可形成隆起狀的突起部(例如參照荻原等人的「非晶質鍍敷」、Vol.36、第35頁~37頁、1994；荻原等人的「電路安裝學會誌」、Vol.10,No.3、148頁~152頁、1995)。藉由採用該些方法，可形成具有所需的高度及面積率的突起部33的金屬層32A、金屬層32B。
於製作圖2(b)所示的導電性粒子3B的情況下，例如於利用所述方法形成具有突起部的第一金屬層32a後，利用置換鍍敷形成Au或Pd的層，藉此可獲得第二金屬層32b。
接著劑膜1中所含的導電性粒子3的含量可根據連接的電極的精細度等決定。導電性粒子3的含量例如相對於接著劑成分100體積份可為1體積份以上，可為50體積份以下，就絕緣性 及製造成本的觀點而言，較佳為30體積份以下。
接著劑組成物亦可為多層的膜狀(多層接著劑膜)。多層接著劑膜例如可為由包含導電性粒子的層與不含導電性粒子的層構成的二層構成，亦可為由包含導電性粒子的層與設置於其兩側的不含導電性粒子的層構成的三層構成。多層接著劑膜亦可具備多個包含導電性粒子的層。關於多層接著劑膜，考慮到與電路構件的接著性，亦可具備對於連接的電路構件顯示出高接著性的接著層。於使用該些多層接著劑膜的情況下，可於連接電極上效率良好地捕獲導電性粒子，因此對於窄間距的電路構件的連接有利。
以上說明的接著劑組成物(接著劑膜)可較佳地用作用以連接電路構件彼此的材料(電路連接材料)，可尤佳地用作用以連接電路構件彼此的各向異性導電性接著劑組成物(各向異性導電性接著劑膜)。
其次，對使用了接著劑膜1的連接體的製造方法進行說明。圖3(a)、圖3(b)是示意性表示一實施形態的連接體的製造方法的剖面圖。首先，如圖3(a)所示，準備第一電路構件4、第二電路構件5及接著劑膜1(電路連接材料)。第一電路構件4具有第一基板6、及設置於第一基板6的一面6a上的第一連接端子7。第二電路構件5具有第二基板8、及設置於第二基板8的一面8a上的第二連接端子9。
其次，以第一連接端子7與第二連接端子9對向的方式配置第一電路構件4與第二電路構件5，於第一電路構件4與第二 電路構件5之間配置接著劑膜1而製作積層體。
而且，於圖3(a)中，一面沿箭頭所示的方向對積層體整體進行加壓，一面使接著劑膜1硬化。加壓時的壓力例如總連接面積每單位為1MPa~10MPa。使接著劑膜1硬化的方法可為利用加熱的方法，亦可為除了加熱以外併用光照射的方法。加熱例如可於100℃~170℃下進行。加壓及加熱(視需要光照射)可進行例如1秒~160秒。藉此，第一電路構件4與第二電路構件5經由構成接著劑膜1的接著劑組成物的硬化物而受到壓接。
本實施形態中，於第一電路構件4與第二電路構件5之間配置接著劑膜1，但作為其他實施形態，亦可代替接著劑膜，而將糊狀的接著劑組成物塗佈於第一電路構件4或第二電路構件5上或者該兩者上。
以所述方式獲得的一實施形態的連接體10如圖3(b)所示包括：第一電路構件4，具有第一基板6及設置於第一基板6上的第一連接端子7；第二電路構件5，具有第二基板8及設置於第二基板8上的第二連接端子9；以及連接部11，設置於第一電路構件4與第二電路構件5之間，將第一電路構件4(第一連接端子7)與第二電路構件5(第二連接端子9)彼此電性連接。連接部11由接著劑組成物的硬化物構成，包含接著劑成分2的硬化物12、與所述硬化物12中分散的導電性粒子3。於連接體10中，藉由在第一連接端子7與第二連接端子9之間介隔存在導電性粒子3，第一連接端子7與第二連接端子9彼此電性連接。
第一基板6亦可為例如IC晶片或可撓性基板。第二基板8例如亦可為可撓性基板、玻璃基板或者具有玻璃基板及設置於所述玻璃基板上的絕緣膜的複合基板。
作為第一基板6及第二基板8的組合，更具體而言，第一基板6亦可為IC晶片或可撓性基板，第二基板8亦可為可撓性基板。或者，第一基板6亦可為IC晶片或可撓性基板，第二基板8亦可為玻璃基板或複合基板。換言之，於第二基板8為可撓性基板時，第一基板6可為IC晶片，亦可為可撓性基板。於第一基板6為IC晶片，第二基板8為可撓性基板時，為了連接覆晶塑膠板(Chip on Plastic substrate，COP)，可使用所述接著劑膜1。於第一基板6及第二基板8為可撓性基板時，為了連接覆膜塑膠板(Film on Plastic substrate，FOP)，可使用所述接著劑膜1。
可撓性基板例如包含選自由聚醯亞胺(polyimide，PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)及聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate，PEN)所組成的群組中的至少一種熱塑性樹脂。
可撓性基板亦可進一步具有形成於有機基材的表面上的、用以提高光學及機械特性的硬塗等改質處理膜及/或保護膜等。為了使可撓性基板的操作及搬送容易，亦可將選自玻璃基材及不鏽鋼(SUS)等中的增強材料貼合於有機基材上。
就確保於基板單體上製成膜的強度及彎曲容易性的方面而言，可撓性基板的厚度較佳為10μm以上，且為200μm以下 或125μm以下。
若使用先前的電路連接材料，則存在如下情況：藉由用以電路構件彼此的壓接的加熱及加壓而可撓性基板上的電極發生斷裂，或者容易產生裂紋。另外，關於難以形成充分的電性連接的電極的連接，為了抑制電極的破損，必須於更低溫或更低應力的條件下壓接電路構件。本實施形態的電路連接材料(接著劑膜)於該些方面中與先前的材料相比可具有有利的效果。
玻璃基板可由鈉玻璃、石英玻璃等形成，就防止由來自外部的應力所引起的破損的觀點而言，亦可為對該些實施了化學強化處理的基板。複合基板亦可具有玻璃基板、以及設置於玻璃基板表面上的、聚醯亞胺或用以裝飾的加色的有機材料或無機材料所構成的絕緣膜，於複合基板中，電極可形成於所述絕緣膜上。
於第二基板8為可撓性基板的情況下，第一基板6亦可為半導體晶片、電晶體、二極體、閘流體等能動元件、電容器、電阻體、線圈等被動元件等電子零件、印刷基板等。於第一基板6為IC晶片的情況下，利用焊槍等使利用鍍敷所形成的凸塊或金線的前端熔融，而形成金球，於將所述球壓接於電極墊上後，設置將線切斷而獲得的線凸塊等突起電極(第一連接端子7)，從而可將其用作第一電路構件4。
作為形成第一連接端子7及第二連接端子9的電極材料，可列舉：Ag糊、Ni、Al、Au、Cu、Ti、Mo等金屬、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO) 等金屬氧化物、銀奈米線、碳奈米管等導電體等。第一連接端子7及第二連接端子9彼此可由相同的原材料形成，亦可由不同的原材料形成，但較佳為相同的原材料。就防止斷線的觀點而言，亦可於第一連接端子7及第二連接端子9上進一步設置由氧化物、氮化物、合金、有機物等形成的表面層。亦可於第一電路構件4及第二電路構件5上分別一個一個地設置第一連接端子7或第二連接端子9，但較佳為形成規定的間隔且設置多個。
若使用所述電路連接材料(接著劑膜)，則即便於第一電路構件4為FPC電路基板，且第二電路構件5中的第二連接端子9由存在難以確保充分的電性連接的傾向的金屬氧化物形成的情況下，亦可獲得更高可靠性的電性連接。
圖4是示意性表示一實施形態的連接體10的主要部分的剖面圖。認為如圖4所示，藉由導電性粒子3的突起部33的高度在規定範圍內，於連接電路構件彼此時，介隔存在於第一連接端子7與第二連接端子9之間的導電性粒子3可藉由突起部33而向第一連接端子7與第二連接端子9(及第二基板8)施加充分的壓力，因此可獲得更高可靠性的電性連接，例如不容易引起高溫高濕下的連接電阻的上升。
另一方面，如圖5(示意性表示先前的連接體的主要部分的剖面圖)所示，先前的連接體20中，導電性粒子23具有較低的突起部23a，因此無法向第一連接端子7與第二連接端子9(及第二基板8)施加充分的壓力。因此，先前的連接體20在電性連 接的可靠性方面差。
[實施例]
以下，列舉實施例，對本發明進一步進行具體說明。但，本發明並不限定於該些實施例。
(導電性粒子的製作)
(1)塑膠粒子
使用四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、二乙烯基苯及苯乙烯作為單體，利用使用了聚合起始劑(過氧化苯甲醯)的懸浮聚合對該些進行聚合，藉此獲得塑膠粒子。
(2-1)導電性粒子1-1~導電性粒子1-3
藉由對所得的塑膠粒子進行無電解鍍Ni處理，而獲得具備具有突起部且由Ni形成的金屬層(Ni層、厚度0.2μm)的導電性粒子1~導電性粒子3。於鍍Ni處理時，藉由適宜調整鍍敷液的裝入量、處理溫度及處理時間而變更Ni層的厚度，而形成高度及面積率不同的突起部。
(2-2)導電性粒子1-4~導電性粒子1-6
於導電性粒子1~導電性粒子3各自的Ni層上藉由置換鍍敷而形成具有突起部的由Au形成的層(Au層)，而分別獲得導電性粒子4~導電性粒子6。
(2-3)導電性粒子1-7
於所得的塑膠粒子上形成具有平坦的表面的Ni層，於Ni層上進一步形成具有平坦的表面的Au層，而製作導電性粒子。
(2-4)導電性粒子2-1~導電性粒子2-4
藉由對所得的塑膠粒子進行無電解鍍Ni處理，而獲得具有含有突起部的Ni層(厚度0.2μm)的導電性粒子。於鍍Ni處理時，藉由適宜調整鍍敷液的裝入量、處理溫度及處理時間而變更鍍敷厚度，而形成高度及面積率不同的突起部。於該些導電性粒子的Ni層上藉由置換鍍敷而形成具有突起部的由Pd形成的層(Pd層)，而分別獲得導電性粒子2-1~導電性粒子2-4。
(3)突起部的高度及面積率
藉由掃描式電子顯微鏡獲取包含各導電性粒子的二維圖像。藉由利用日本專利特開2016-61722號公報中記載的方法對所得的二維圖像進行分析，而計算出100個導電性粒子的突起部的高度及面積率，並求出該些的平均值。
(接著劑膜(電路連接材料)的製作)
將作為自由基聚合性物質的胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名：UA-5500T、新中村化學工業股份有限公司製造)20質量份、異三聚氰酸雙(丙烯醯氧基乙基)酯(製品名：M-215、東亞合成股份有限公司製造)15質量份、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯(製品名：DCP-A、共榮社化學股份有限公司製造)5質量份及2-甲基丙烯醯氧基乙基酸式磷酸酯(製品名：P-2M、共榮社化學股份有限公司製造)1質量份、過氧化苯甲醯(製品名：耐帕(Nyper)BMT-K、日油股份有限公司製造)8質量份與包含聚酯胺基甲酸酯樹脂(製品名：UR4800、東洋紡織股份有限公司製造)的濃度40質量%的 溶液60質量份混合，進行攪拌而獲得黏合劑樹脂的溶液。聚酯胺基甲酸酯樹脂的溶液是將聚酯胺基甲酸酯樹脂溶解於甲苯/甲基乙基酮=50/50的混合溶劑中進行製備。
於所製備的黏合劑樹脂的溶液中以相對於黏合劑樹脂100體積份而為10體積份的比例使各導電性粒子分散。因此，以相對於黏合劑樹脂100質量份而為20質量份的比例使平均粒徑2μm的矽酮微粒子(製品名：KMP-605、信越化學工業股份有限公司製造)分散，而獲得包含黏合劑樹脂、導電性粒子及矽酮微粒子的塗敷液。使用塗敷裝置將所述塗敷液塗佈在對單面進行了表面處理的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚50μm)上。藉由70℃的熱風乾燥而對塗膜進行乾燥，而製作作為電路連接材料的各向異性導電性接著劑膜(厚度18μm)。
(電路構件的準備)
．玻璃構件
準備具有玻璃基板、以及於所述玻璃基板上依次積層的Cu膜(厚度30nm)及非晶ITO的連接端子(厚度40nm)的玻璃構件。
．可撓性構件
準備具有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(25℃下的彈性係數：4600MPa)、以及形成於PET膜上的ITO的連接端子(厚度20nm)的可撓性構件。
．可撓性電路基板(FPC)
準備具有將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)作為基材的樹脂膜 基材、以及設置於所述樹脂膜基材上的配線的FPC。所述FPC的配線具有包含間距0.3mm(空間0.15mm、電極寬度0.15mm、高度18μm)的Cu層、與依次形成於Cu層上的厚度3μm的鍍Ni層及厚度0.03μm的鍍Au層的連接端子。
於可撓性構件與FPC之間夾持各向異性導電性接著劑膜。於所述狀態下，一面以各向異性導電性接著劑膜的到達溫度成為160℃的方式進行加熱，一面於總連接面積每單位2MPa的壓力下對整體進行10秒加壓，而獲得連接有可撓性構件與FPC的可撓性/FPC連接體。
同樣地，將玻璃構件與FPC藉由於該些間夾持各向異性導電性接著劑膜而加以連接，而獲得玻璃/FPC的連接體。
將所得的各連接體供於85℃、85%RH、72小時的可靠性試驗。關於試驗前後的連接體，測定對向的電路構件間的連接電阻。
將所得的各導電性粒子的最表面層、突起高度、突起面積率等的特性及評價結果示於表1、表2中。
Figure 107114598-A0305-02-0024-1
Figure 107114598-A0305-02-0024-2
1‧‧‧接著劑膜
2‧‧‧接著劑成分
3‧‧‧導電性粒子

Claims (10)

  1. 一種接著劑組成物，其含有接著劑成分及導電性粒子，所述導電性粒子具有塑膠粒子及被覆所述塑膠粒子的金屬層，於所述導電性粒子的表面形成有多個突起部，所述多個突起部的高度平均為90nm~1200nm，且於所述導電性粒子的投影像中，所述突起部的面積相對於所述導電性粒子表面的面積的比例為8%~60%，所述導電性粒子於所述導電性粒子的最表面具有由Ni、Au或Pd形成的層作為所述金屬層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的接著劑組成物，其中所述導電性粒子於所述導電性粒子的最表面具有由Pd形成的層作為所述金屬層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的接著劑組成物，其中所述由Pd形成的層的厚度為2nm~200nm。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的接著劑組成物，其用於使第一電路構件與第二電路構件彼此電性連接，所述第一電路構件具有第一基板及設置於所述第一基板上的第一連接端子，所述第二電路構件具有第二基板及設置於所述第二基板上的第二連接端子，所述第一基板為積體電路晶片或可撓性基板，所述第二基板為包含選自由聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二 酯、聚碳酸酯及聚萘二甲酸乙二酯所組成的群組中的至少一種熱塑性樹脂的可撓性基板。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的接著劑組成物，其用於使第一電路構件與第二電路構件彼此電性連接，所述第一電路構件具有第一基板及設置於所述第一基板上的第一連接端子，所述第二電路構件具有第二基板及設置於所述第二基板上的第二連接端子，所述第一基板為積體電路晶片或可撓性基板，所述第二基板為玻璃基板或者具有玻璃基板及設置於所述玻璃基板上的絕緣膜的複合基板。
  6. 一種連接體的製造方法，其包括如下步驟：於第一電路構件與第二電路構件之間配置電路連接材料而製作積層體，所述第一電路構件具有第一基板及設置於所述第一基板上的第一連接端子，所述第二電路構件與所述第一電路構件對向配置且具有第二基板及設置於所述第二基板上的第二連接端子，對所述積層體進行加熱及加壓，而使所述第一電路構件與所述第二電路構件彼此電性連接，所述電路連接材料含有接著劑成分及導電性粒子，所述導電性粒子具有塑膠粒子及被覆所述塑膠粒子的金屬層，於所述導電性粒子的表面形成有多個突起部，所述多個突起 部的高度平均為90nm~1200nm，且於所述導電性粒子的投影像中，所述突起部的面積相對於所述導電性粒子表面的面積的比例為8%~60%，所述導電性粒子於所述導電性粒子的最表面具有由Ni、Au或Pd形成的層作為所述金屬層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的連接體的製造方法，其中所述導電性粒子於所述導電性粒子的最表面具有由Pd形成的層作為所述金屬層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的連接體的製造方法，其中所述由Pd形成的層的厚度為2nm~200nm。
  9. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項所述的連接體的製造方法，其中所述第一基板為積體電路晶片或可撓性基板，所述第二基板為包含選自由聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯及聚萘二甲酸乙二酯所組成的群組中的至少一種熱塑性樹脂的可撓性基板。
  10. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項所述的連接體的製造方法，其中所述第一基板為積體電路晶片或可撓性基板，所述第二基板為玻璃基板或者具有玻璃基板及設置於所述玻璃基板上的絕緣膜的複合基板。
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