粘合劑,配線端子的連接方法和配線結構體的製作方法

2023-10-11 18:02:49

專利名稱：粘合劑,配線端子的連接方法和配線結構體的製作方法
技術領域：
本發明涉及配線連接用粘合劑和使用該粘合劑的配線端子的連接方法和配線結 構體。
背景技術：
近年來，在精密電子儀器領域，配線正在向高密度化發展，由於電極寬度和電極間 隔變得極窄，常擔心發生配線脫落，剝離或位置交錯。為了解決該問題，正在開發低溫快速 固化性能優異，同時具有可使用時間的電氣電子用的粘合劑組合物(例如特開平11-97825 號公報)。但是，過去的配線連接構件，存在根據構成連接配線材料種類的不同粘接強度不 同的問題。特別是，當支持配線端子的基板是聚醯亞胺樹脂等絕緣有機物或玻璃時，或配線 構件表面塗覆或附著氮化矽，聚矽氧烷樹脂，聚醯亞胺樹脂時，存在粘接強度明顯降低這樣 的問題。發明的公開本發明的目的是提供適於電氣電子，特別是即使是連接支持配線端子的基板為絕 緣有機物或玻璃製成的配線構件，或表面至少有一部分具有氮化矽，聚矽氧烷樹脂和/或 聚醯亞胺樹脂的配線構件時也可得到高粘接強度的粘合劑，和使用它們的配線端子的連接 方法和配線結構體。本發明提供配線端子連接用的粘合劑，該粘合劑含有(1)通過加熱產生游離自由 基的固化劑和(2)自由基聚合性物質和(3)聚矽氧烷顆粒。本發明的粘合劑可用於介於配 線基板之間，使設置在表面的配線端子相向配置，通過對該配線基板加壓的同時加熱，端子 間進行電連接。而且，在本說明書中，端子也可以是電極。本發明的粘合劑進一步含有(4)薄膜形成材料。作為薄膜形成材料，優選苯氧基 樹脂。另外，本發明的粘合劑，進一步含有(5)導電顆粒。導電顆粒，優選至少在其表面 含有至少任意一種選自金，銀和鉬族的金屬，優選由這些金屬中的任意一種覆蓋表面。在本發明粘合劑中的聚矽氧烷顆粒的含量，相對於100重量份自由基聚合性物質 (對於含有薄膜形成材料的情況，相對於100重量份自由基聚合性物質和薄膜形成材料總 重量)，優選為5-200重量份。另外，本發明粘合劑中使用的聚矽氧烷顆粒在25°C (室溫)的彈性率優選為 0.I-IOOMPa0另外，本發明提供含有⑴通過加熱產生自由基的固化劑，(2)自由基聚合性物質 和⑶聚矽氧烷顆粒的組合物製成的第1層和，含有(5)導電顆粒，(2)自由基聚合性物質和(3)聚矽氧烷顆粒的組合物製成的第2層的疊層的，配線端子連接用的粘接膜。另外，本發明還提供在兩個以上配線構件上分別設置的連接端子之間，用本發明 的粘合劑電連接配線端子的連接方法。本發明的連接方法，是對具有以其間存在本發明的粘合劑的狀態，對使端子互相 相向地配置的具有第一連接端子的第一配線構件和具有第二連接端子的第二配線構件的 連接方向加壓的同時加熱，使第一連接端子和第二連接端子電連接的方法。本發明的連接方法，特別，適用於至少有一個連接端子是表面由金、銀、錫、鉬族金 屬，和/或銦錫氧化物(ITO)形成的情況。另外，本發明的連接方法，適用於配線構件中至 少一個是具備含有絕緣性有機物和/或玻璃的基板的情況。另外，本發明的連接方法，即使 是配線構件中至少一個的表面上具備氮化矽，聚矽氧烷化合物和聚醯亞胺樹脂中至少任意 一種的情況下，也能夠得到優異的粘接強度。另外，在本發明提供具備兩個以上分別具有連接端子的配線構件，配線構件的連 接端子之間使用本發明的粘合劑電連接的配線結構體。本發明的配線結構體，具有例如，所謂以本發明的粘合劑的固化物介於其間的方 式，將具有第一連接端子的第一配線構件和具有第二連接端子的第二配線構件的第一連接 端子和第二連接端子相向地配置，第一連接端子和第二連接端子電連接結構。附圖的簡要說明

圖1和圖2，是表示配線端子的連接工藝的說明圖。實施發明的最佳方案(1)通過加熱產生游離自由基的固化劑在本發明粘合劑中含有的，通過加熱產生游離自由基的固化劑是過氧化物，偶氮 化合物等通過加熱分解後產生自由基的物質。該固化劑可以根據目的連接溫度，連接時間， 適用期等適當地進行選擇，但是，從高反應性和長適用期來考慮，優選半衰期10小時的溫 度在40°C以上，且半衰期1分鐘的溫度在180°C以下的有機過氧化物，更優選半衰期10小 時的溫度在60°C以上，同時半衰期1分鐘的溫度在170°C以下的有機過氧化物。連接時間在10秒以下時，固化劑的混合量，為了得到充分的反應率，相對於100重 量份的自由基聚合性物質(當含有薄膜形成材料時，為自由基聚合性物質和薄膜形成材料 的總和)，優選為0. 1-30重量份，更優選1-20重量份。當固化劑的混合量不足0. 1重量份 時，存在不能得到充分的反應率且難以得到良好連接強度和較小連接電阻的傾向。當混合 量超過30重量份時，存在粘合劑的流動性降低，連接阻力增加，粘合劑的適用期縮短的傾 向。作為本發明優選的固化劑，可以例舉二醯基過氧化物，過氧二碳酸酯，過氧化酯， 過氧縮酮，二烷基過氧化物，氫過氧化物，甲矽烷基過氧化物等。為了防止配線構件連接端子被腐蝕，優選固化劑中含有5000ppm以下的氯離子或 有機酸，另外，更優選加熱分解後產生少量有機酸的物質。具體地說，優選過氧化酯，二烷基 過氧化物，氫過氧化物，甲矽烷基過氧化物等。特別地，優選選擇用能夠得到高反應性的過 氧化酯製成的固化劑。固化劑可以使用1種化合物，也可以將兩種以上的化合物聯合使用。作為本發明優選的過氧化酯，可例舉過氧新癸酸枯基酯，過氧新癸酸1，1，3，3_四 甲基丁酯，過氧新癸酸1-環己基-1-甲基乙基酯，過氧新癸酸叔己基酯，過氧新戊酸叔丁酯，過-2-乙基己酸1，1，3，3-四甲基丁酯，2，5- 二甲基-2，5- 二(2-乙基己醯基過氧)己 烷，過氧-2-乙基己酸1-環己基-1-甲基乙酯，過氧-2-乙基己酸叔己基酯，過氧-2-乙基 己酸叔丁酯，過氧異丁酸叔丁酯，1，1_雙(叔丁基過氧)環己烷，過氧異丙基碳酸單叔己酯， 過氧3，5，5-三甲基己酸叔丁酯，過氧月桂酸叔丁基酯，2，5- 二甲基-2，5- 二(間-甲苯醯 基過氧)己烷，過氧異丙基碳酸單叔丁酯，過氧-2-乙基己基碳酸單叔丁酯，過氧苯甲酸叔 己酯，過氧乙酸叔丁酯等。作為本發明優選的二烷基過氧化物，可例舉α，α 』 _雙(叔丁基過氧)二異丙基 苯，二枯基過氧化物，2，5_ 二甲基-2，5_ 二(叔丁基過氧)己烷，叔丁基枯基過氧化物等。作為本發明優選的氫過氧化物，可例舉，二異丙基苯氫過氧化物，枯烯氫過氧化物寸。作為本發明優選的二醯基過氧化物，可例舉，異丁基過氧化物，2，4_ 二氯苯甲醯基 過氧化物，3,5,5-三甲基己醯基過氧化物，辛醯基過氧化物，月桂醯基過氧化物，硬脂醯基 過氧化物，琥珀醯基過氧化物，苯甲醯基過氧化甲苯，苯甲醯基過氧化物等。作為本發明優選的過氧二碳酸酯，可例舉，二(正丙基)過氧二碳酸酯，二(異丙 棋)過氧二碳酸酯，雙(4-叔丁基環己基)過氧二碳酸酯，二(2-乙氧基乙基)過氧二碳酸 酯，二(2-乙基己基)過氧二碳酸酯，二(甲氧基丁基)過氧二碳酸酯，二(3-甲基-3-甲 氧基丁基)過氧二碳酸酯等。作為過氧化縮酮，可以例舉的是1，1_雙(叔己基過氧)_3，3，5-三甲基環己烷，1， 1-雙(叔己基過氧)環己烷，1，1-雙(叔丁基過氧)-3，3，5-三甲基環己烷，1，1_雙(叔丁 基過氧)環十二烷，2，2-雙(叔丁基過氧)癸烷等。作為甲矽烷基過氧化物，可以例舉叔丁基三甲基甲矽烷基過氧化物，雙(叔丁基) 二甲基甲矽烷基過氧化物，叔丁基三乙烯基甲矽烷基過氧化物，雙(叔丁基)二乙烯基甲矽 烷基過氧化物，三(叔丁基)乙烯基甲矽烷基過氧化物，叔丁基三烯丙基甲矽烷基過氧化 物，雙(叔丁基)二烯丙基甲矽烷基過氧化物，三(叔丁基)烯丙基甲矽烷基過氧化物等。這些通過加熱產生自由基的固化劑，可以單獨使用其中一種化合物，也可以聯合 使用2種以上的化合物。另外，該固化劑還可以與分解促進劑，抑制劑聯合使用。將這些固化劑用聚氨酯類，聚酯類等高分子化合物包裹形成微膠囊化的產物，由 於可使用時間被延長，更適合於本發明。(2)自由基聚合性物質本發明的粘合劑中含有的自由基聚合性物質，是含有可以通過自由基聚合的官能 基的物質。作為該自由基聚合性物質，可以例舉丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，馬來酸酐縮亞胺 化合物等。單體和低聚物中的任何一種形式均可。也可以將單體和低聚物聯合使用。作為本發明粘合劑中優選的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的具體例，可以例舉的是丙 烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸異丙酯，丙烯酸異丁酯，二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸二甘醇 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-1，3-二丙烯氧基丙烷， 2，2-雙[4-(丙烯氧基甲氧基)苯基]丙烷，2，2-雙[4-(丙烯氧基多乙氧基)苯基]丙烷， 二環戊烯基丙烯酸酯，三環癸烯基丙烯酸酯，三(丙烯醯氧基乙基)異氰尿酸酯，尿烷丙烯 酸酯等，以及與其相應的甲基丙烯酸酯。本發明粘合劑中優選的馬來酸酐縮亞胺化合物，是分子中至少含有2個以上馬來酸酐縮亞胺基的化合物。作為這類馬來酸酐縮亞胺化合物，可以例舉例如1-甲基-2，4_ 二 馬來酸酐縮亞胺苯，N, N』 -間亞苯基二馬來酸酐縮亞胺，N, N』 -對亞苯基二馬來酸酐縮亞 胺，N，N』 -間甲基苯撐二馬來酸酐縮亞胺，N，N』 -4,4-聯苯撐二馬來酸酐縮亞胺，N，N』 -4， 4-(3，3』_ 二甲基聯苯撐)二馬來酸酐縮亞胺力力』-4，4-(3，3』-二甲基二苯基甲烷)二馬 來酸酐縮亞胺，N，N』 _4，4-(3，3』 - 二乙基二苯基甲烷)二馬來酸酐縮亞胺，N，N』 _4，4_ 二 苯基甲烷二馬來酸酐縮亞胺，N，N』 -4，4-二苯基丙烷二馬來酸酐縮亞胺，N，N』 _3，3』 - 二苯 基碸二馬來酸酐縮亞胺，N，N』-4，4- 二苯基醚二馬來酸酐縮亞胺，，2，2-雙{4- (4-馬來酸酐 縮亞胺苯氧基)苯基}丙烷，2，2-雙{3-S-丁基-4，8-(4-馬來酸酐縮亞胺苯氧基)苯基} 丙烷，1，1_雙{4-(4-馬來酸酐縮亞胺苯氧基)苯基}癸烷，4，4』_環亞己基-雙{1-(4_馬 來酸酐縮亞胺苯氧基)苯基}-2_環己基苯，2，2_雙(4-(4-馬來酸酐縮亞胺苯氧基)苯基} 六氟丙烷等。該自由基聚合性物質中，含有至少一個以上二環戊烯基，三環癸基和三吖嗪環化 合物，由於可提高粘合劑固化物的耐熱性，因此是優選的。另外，該自由基聚合性物質，可以單獨使用一種，也可以聯合使用2種以上。根據 需要，也適宜使用氫醌，甲基醚氫醌類等聚合抑制劑。另外，當上述自由基聚合性物質，與具有用下述結構式(I)表示的磷酸酯結構的 自由基聚合性物質聯合使用時，由於可以提高在金屬無機物表面上的粘合強度，因此是優 選的。
CH
3
O(
(HO)-POCH2CH2OCOC= CH2
\—/
'3-n(條件是，η為1，2或3)具有該磷酸酯結構的自由基聚合性物質，可以通過使磷酸酐與2-羥基乙基(甲 基)丙烯酸酯反應得到，具體地，可例舉單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酸式磷酸酯，二(2-甲 基丙烯醯氧基乙基)酸式磷酸酯。它們可以是單獨使用一種化合物，也可以是2種以上化 合物聯合使用。具有磷酸酯結構的自由基聚合性物質的混合量，相對於100重量份自由基聚合性 物質總量(含有薄膜形成材料的時，為薄膜形成材料和自由基聚合性物質的總重量)，優選 的用量為0. 01-50重量份，更優選0. 5-5重量份。不足0. 01重量份時，難以提高和金屬等 無機物表面的粘合強度，超過50重量份時，會出現得不到所期望的固化特性的情況。(3)聚矽氧烷顆粒聚矽氧烷顆粒，例如可以通過在用氫氧化鈉或氨等鹼性物質將ρΗ調節至大於9的 醇水溶液中，添加矽烷化合物(甲基三烷氧基矽烷，其部分水解縮合物等)，將其水解後的 再聚合的方法，或通過有機矽氧烷共聚等方法得到。為了提高薄膜形成材料和自由基聚合性物質的分散性，在本發明粘合劑中，優選 在分子末端或分子內側鏈上具有羥基，環氧基，酮亞胺，羧基，巰基等官能基的聚矽氧烷顆 粒。本發明中，由於粘合劑中含有聚矽氧烷顆粒，支持連接端子的基板即使是絕緣性有機物或玻璃製成的配線構件，或，表面含有氮化矽，聚矽氧烷化合物或聚醯亞胺樹脂的配 線構件，均可得到非常高的粘接強度。另外，在使用薄膜形成材料形成膜狀時，由於提高了 和支持材料的剝離性，因此提高了用該膜狀粘合劑連接的電子材料的複製性。本發明中，作為聚矽氧烷顆粒，可以使用球狀或不定形的微粒，優選使用顆粒的平 均粒徑為0. 1微米-20微米的微粒。另外，優選平均粒徑以下的微粒佔顆粒粒徑分布的80% 重量以上的聚矽氧烷顆粒，為了提高相對於樹脂的分散性，特別優選顆粒表面用矽烷偶聯 劑處理過的顆粒。在本發明的粘合劑中的聚矽氧烷顆粒優選在室溫(25°C)的彈性率為 0. Ι-lOOMPa，為了降低顆粒的分散性和連接時界面的應力，優選為l_30MPa。另外，此處規定 的彈性率，是指使作為聚矽氧烷顆粒原料的矽烷化合物(烷氧基矽烷化合物，其部分水解 縮合物等)聚合後的聚矽氧烷橡膠的彈性率，可以通過動態區域粘彈性測定法測定。聚矽氧烷顆粒，可以直接與自由基聚合性物質，通過加熱產生自由基的固化劑，薄 膜形成材料混合，但是，為了使其在薄膜形成材料或自由基聚合性物質中容易分散，優選將 其分散在有機溶劑中後再混合。聚矽氧烷顆粒的混合量，相對於100重量份自由基聚合性物質總量(含有薄膜形 成材料時，為薄膜形成材料和自由基聚合性物質的合計量)，優選為5-200重量份，更優選 10-50重量份。不足5重量份時，對於支持連接端子的基板或配線構件表面的良好粘接強度 或與支持材料的剝離性會變差。另外，超過200重量份時，由於粘合劑的凝集力降低，恐怕 得不到良好的粘接。(4)薄膜形成材料作為本發明優選的薄膜形成材料，可以例舉聚乙烯醇縮甲醛樹脂，聚苯乙烯樹脂， 聚乙烯醇縮丁醛樹脂，聚酯樹脂，聚醯胺樹脂，二甲苯樹脂，苯氧基樹脂，聚氨酯樹脂等。薄膜形成材料是指將液體狀組合物固化形成膜形狀時，在常規狀態下能夠以膜的 形式使用的材料，即，賦予所形成的膜良好機械性(所形成的膜的處理容易，膜容易撕開， 容易裂開，不纏繞等特性)的材料。從作為膜的處理性容易來考慮，特別優選能夠形成自身 支持性膜的材料。在能夠賦予該特性的化合物中，由於粘合性，相容性，耐熱性，機械性優異，因此優 選使用苯氧基樹脂。苯氧基樹脂，可以通過使二官能苯酚化合物與環氧滷丙烷反應至高分 子量，或，使二官能環氧樹脂與二官能苯酚化合物加聚得到。具體地，例如通過在鹼金屬氫氧化物存在下，在惰性溶劑中，在40_120°C使1摩爾 二官能苯酚化合物與0. 985-1. 015摩爾的環氧滷丙烷反應而得到。從樹脂的機械特性和熱特性來考慮，特別優選通過使二官能環氧樹脂和二官能苯 酚類化合物的混合比率達到環氧基/酚羥基=1/0. 9-1/1. 1，在鹼金屬化合物，有機磷化合 物，環胺化合物等催化劑存在下，在沸點在120°C以上的醯胺類，醚類，酮類，內酯類，醇類等 有機溶劑中，反應中固體組分在50重量份以下，加熱至50-200°C進行加聚反應得到的樹 脂。作為二官能環氧樹脂，可以例舉雙酚A型環氧樹脂，雙酚F型環氧樹脂，雙酚AD型 環氧樹脂，雙酚S型環氧樹脂等。二官能苯酚類化合物，是具有2個酚羥基的化合物，可以 例舉例如，氫醌類，雙酚A，雙酚F，雙酚AD，雙酚S等雙酚類化合物。苯氧基樹脂也可以通過自由基聚合性官能基變性。(5)導電性顆粒本發明的粘合劑，由於可以通過與連接的配線端子直接接觸而接通，雖然不需要 特別地含有導電顆粒，但是，由於含有導電顆粒時，可以得到更穩定的連接，因此優選含有 導電顆粒。作為本發明優選的導電顆粒，可以例舉Au，Ag，Ni, Cu，焊錫等金屬顆粒，或碳顆粒 等。為了獲得充分的適用期，不以Ni，Cu等過渡金屬而是優選以Au，Ag，鉬等貴金屬為表層， 特別優選表面為Au。另外，本發明也優選將M等過渡金屬的表面用Au等貴金屬包覆的顆 粒。另外，通過在非導電性的玻璃，陶瓷，塑料等顆粒的表面，形成由上述金屬形成的 導電層，最外層為貴金屬的複合顆粒，或者熱熔融金屬顆粒，由於加熱加壓後具有變形性， 連接時與電極的接觸面積增加且穩定性提高，因此均適用於本發明。另外，當使用具備表面貴金屬包覆層的複合顆粒時，為了獲得良好的電阻，優選使 該包覆層的厚度在100埃以上。特別地，在Ni等過渡金屬層上設置貴金屬層時，為了避免由 於在導電顆粒混合分散時產生的貴金屬層缺損等導致的氧化還原作用引起自由基的產生， 保存性降低，因此優選貴金屬包覆的厚度在300埃以上的物質。條件是，即使比1微米更厚 時，由於效果不是與厚度成比率地改善，通常，包覆層的厚度優選在1微米以下，但是，本發 明並不限制於此。導電性顆粒，相對於100體積份粘合劑樹脂成分，在0. 1-30體積份的範圍內根據 用途靈活運用。為了防止由剩餘的導電顆粒引起的相鄰配線的短路，優選0. 1-10體積份的 導電顆粒。另外，當導電顆粒為不與固化劑接觸的結構時，可進一步提高適用期。即，將不含 導電顆粒的本發明粘合劑製成的第1層，和配合了代替固化劑的導電顆粒的粘合劑製成的 第2層的疊層2層以上，形成多層結構膜狀粘合劑，由於適用期更長，因此是優選的。(6)其它添加劑為了改善粘接強度，在本發明粘合劑中，也可以根據需要混合丙烯酸烯丙酯和/ 或甲基丙烯酸烯丙酯。其混合量，相對於100重量份自由基聚合性物質總量(含有薄膜形 成材料時，為薄膜形成材料和自由基聚合性物質的合計量)，優選為0.1-10重量份，更優選 0. 5-5重量份。不足0. 1重量份時，不能充分發揮粘接強度的改善果。超過10重量份時，由 於自由基聚合反應性降低而發生反應不足，從而難以得到良好的粘接強度。另外，在本發明的粘合劑中，可以混合丙烯酸，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯和丙烯腈 中至少一種作為單體成分的聚合物或共聚物。特別是含有具有縮水甘油醚基的丙烯酸縮水 甘油酯和/或甲基丙烯酸縮水甘油酯單體的共聚物類的丙烯酸橡膠。由於在緩和應力方面 優異，因此是優選的。從提高粘合劑的凝聚力這一點考慮，該丙烯酸橡膠的重量平均分子量 優選在20萬以上。在本發明的粘合劑中，還可進一步混合填充劑，軟化劑，促進劑，防老化劑，著色 劑，阻燃劑，觸變劑，偶合劑，樹脂類(酚樹脂和蜜胺樹脂等)，以及異氰酸酯類等。填充劑的混合，由於可提高連接可靠性，因此是優選的。使用填充劑的情況下，其 顆粒的最大直徑不超過導電顆粒的粒徑。另外，其混合量，相對於100體積份粘合劑中的樹
8脂成分，優選為5-60體積份。如果超過60體積份，可靠性提高的效果達到飽和，不足5體 積份時，添加的效果會減少。作為偶合劑，從粘合性提高這一點考慮，本發明優選含有酮亞胺，乙烯基，丙烯基， 氨基，環氧基和異氰酸酯基的物質。作為具有氨基的矽烷偶合劑，可以例如例如N-β (氨基乙基)_ Y _氨基丙基三甲 氧基矽烷，Ν-β (氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷，Y-氨基丙基三乙氧基矽烷， N-苯基-γ -氨基丙基三甲氧基矽烷等。作為具有酮亞胺的矽烷偶合劑，可以例舉將上述具有氨基的矽烷偶合劑與丙酮， 甲乙酮，甲基異丁酮等酮化合物反應得到化合物。(7)用途本發明的粘合劑，可以作為IC(集成電路)晶片和晶片搭載基板的連接，或電氣 配線相互間連接用的膜狀粘合劑使用。即，在具有連接端子相互相向配置的第一連接端子 的第一配線構件和具有第二連接端子的第二配線構件之間，介入形成膜狀的本發明粘合劑 (膜狀粘合劑)，加熱加壓後可使第一連接端子和第二連接端子能夠通過電連接。作為通過本發明連接對象適用的配線構件，可以例舉半導體晶片，電阻晶片，電容 器晶片的晶片部件，或印刷基板等基板等。在這些配線構件中，通常設置多個連接端子(根 據情況也可以一個)。該配線構件中至少有1組，使在其上設置的連接端子中至少有一部 分相向配置，並在其間介入本發明的粘合劑，加熱的同時加壓，通過將相向連接端子間電連 接，可製造具備2個以上配線構件的配線結構體(配線版等)。另外，這樣形成的配線端子 的導通，也可以通過配線端子的直接接觸而實現，也可以通過在粘合劑中的導電顆粒來實 現。本發明的配線端子的連接，例如，可通過在第1連接端子(電路電極)表面形成粘 合劑層，在其表面，將第2連接端子(電路電極)，按照使各連接端子相向的位置配置後，通 過加熱和加壓形成。粘合劑層的形成，也可以通過液體粘合劑的塗布進行，或者，也可以通 過加載膜狀粘合劑而進行。(8)粘合劑的物理性質本發明的粘合劑，是在連接時熔融流動使相向的配線端子連接後，固化保持該連 接的物質。因此，粘合劑的流動性是個重要因素。本發明的粘合劑，在2塊厚度為0.7mm， 15mmX 15mm的玻璃之間，夾入厚度為35微米，5mmX 5mm的本發明粘合劑，在150°C，2MPa的 條件下加熱加壓10秒的條件下，用開始的面積(A)和加熱加壓後的面積(B)表示的流動性 (B)/(A)值優選為1. 3-3. 0，更加優選為1. 5-2. 5。不足1. 3時，流動性變差，存在得不到良 好連接的情況，超過3. 0時，存在容易產生氣泡而可靠性變差的情況。另外，本發明的粘合劑，固化後在25 °C的彈性率優選為10_3000MPa，更優選為 300-2000MPao彈性率在該範圍內時，由於連接後樹脂的內部應力降低，因此有利於粘接力 的提高，同時，能得到良好的導通性。本發明的粘合劑，通過差式掃描量熱計(DSC)在升溫速度為10°C /分下測定時，優 選發熱量的上升溫度(Ta)為70°C -110°C，峰值溫度(Tp)為Ta+5-30°C，且，結束溫度(Te) 在160°C以下。實施例A、粘合劑的配製(1)尿烷丙烯酸酯的合成將400重量分平均分子量為800的聚己內酯二醇，131重量份的丙烯酸2_羥基丙 酯和0. 5重量份作為催化劑的二丁基錫二月桂酸酯，和1. 0重量份作為聚合抑制劑的氫醌 單甲醚在攪拌的同時加熱至50°C混合。然後，滴加222重量份的異佛爾酮二異氰酸酯，進一 步在攪拌的同時升溫至80°C進行尿烷化反應。在確認異氰酸酯基的反應率達到99%以上 後，降低反應溫度得到尿烷丙烯酸酯A。(2)聚矽氧烷顆粒的合成聚矽氧烷顆粒，是通過將在20°C保持pH在12的乙醇水溶液以300rpm攪拌，同時 在其中加入甲基三甲氧基矽烷，使其加水分解並縮合後得到的。所得聚矽氧烷顆粒在25°C 的彈性率為8Mpa，平均粒徑為2微米。(3)導電顆粒的配製導電顆粒，是通過在以聚苯乙烯為核的顆粒表面上，設置厚度為0.2微米的鎳層， 在該鎳層的外側設置厚0. 04微米的金層而製得。所得導電顆粒的平均粒徑為10微米。(4)粘合劑的配製將100重量份工序(2)所得的聚矽氧烷顆粒分100重量份重量比為甲苯/乙酸乙 酯=50/50的混合溶劑中。按照固體重量比，將99g工序(1)所得的丙烯酸尿烷酯A，Ig磷酸酯型丙烯酸酯 (共榮化學株式會社制，商品名P2M)，30g聚矽氧烷顆粒，5g過氧-2-乙基己酸叔己酯(遊 離自由基產生劑)混合，然後將工序(3)所得的導電顆粒按3%體積混合分散，得到液體粘 合劑。將50g苯氧基樹脂(^ 二才 > 力-K ^ K株式會社制，商品名PKHC，平均分子量 45000)溶解在重量比為甲苯(沸點110.6°C，SP值為8. 90)/乙酸乙酯(沸點77. 1°C，SP 值9. 10) = 50/50的混合溶劑中，得到固體成分為40重量％的溶液。按照固體重量比，將50g苯氧基樹脂，49g尿烷丙烯酸酯A，Ig磷酸酯型丙烯酸酯， 5g過氧-2-乙基己酸叔己酯，5g聚矽氧烷顆粒混合，混合分散3體積％的導電顆粒，在將所 得液體用厚度80微米的單側進行了表面處理的PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜上用塗布 裝置塗布，通過70°C的熱風乾燥10分鐘，得到厚度為20微米的膜狀粘合劑。除了使苯氧基樹脂/尿烷丙烯酸酯A/磷酸酯型丙烯酸酯/聚矽氧烷顆 粒/過氧-2-乙基己酸叔己酯達到固體重量比50g/49g/lg/20g/5g(實施例3)， 30g/69g/lg/10g/5g(實施例4)，30g/40g/30g/10g/5g(實施例5)以外，其它與實施例2相 同進行得到膜狀粘合劑。除了尿烷丙烯酸酯A/磷酸酯型丙烯酸酯/過氧-2-乙基己酸叔己酯按固體重量 比99g/lg/5g，不混合聚矽氧烷顆粒外，其它按與實施例1工序(4)相同進行得到液體粘合劑。除了不使用聚矽氧烷顆粒以外，其它與實施例2同樣進行得到膜狀粘合劑。B、粘合劑的評價方法(1)配線結構體的製造首先，在厚度1. Imm的玻璃11表面上通過蒸鍍銦錫氧化物(ITO)的配線12形成 形成的ITO基板(表面電阻< 20Ω / □ )10(圖1(a))的配線12表面上，將由含有導電顆 粒14的粘合劑13(各實施例和比較例中配製的粘合劑)製成的粘合劑層15形成膜(圖 1(b))。另外，粘合劑層15的成膜，在粘合劑為液體的實施例1和比較例1中，通過塗布 粘合劑進行的，在粘合劑為膜狀的實施例2-5和比較例2中，是通過貼附粘合劑，在70°C， 0. 5MPa加熱加壓5秒再連接，其後，通過剝離PET膜而進行的。在該粘合劑層15的表面，通過粘合劑17貼附聚醯亞胺層18和銅箔(厚18微米)， 將銅箔形成圖案載置形成線寬50微米，間距為100微米的配線16的柔韌性配線板(3層 FPC) 19 (圖1(c))，在160°C，3Mpa加熱加壓10秒，按寬度每2mm連接，得到圖1 (d)所示的 配線結構體21。另外，用在聚醯亞胺膜(厚100微米)22的表面上形成500根線寬50微米，間距 100微米，厚18微米的銅電路23的柔韌性配線板(2層FPC) 24代替3層FPC (圖2 (a))，用 同樣方法與ITO基板連接，得到配線結構體25 (圖2(b))。(2)連接電阻的測定用上述方法製造配線結構體後，立刻用伏-歐-毫安計測定含有配線連接部分的 FPC相鄰電路間的電阻值，然後，將配線結構體在85°C,85% RH的高溫高溼槽中保持500小 時後，用同樣的方法測定電阻值。另外，電阻值用相鄰電路間150點的電阻的平均值來表
7J\ ο(3)粘接強度的測定對用上述方法製造的配線結構體以剝離速度50mm/分進行的90度剝離試驗來測 定粘接強度。(4)絕緣性的評價首先，在形成了具有配置了 250根相互交錯的線寬50微米，間距100微米，厚18 微米的銅電路的桶形電路的印刷基板電路的表面上，按與(1)同樣的方法將粘合劑層形成 膜。其次，在該粘合劑層的表面上，搭載具有500根線寬50微米，間距100微米，厚18微米 的銅電路的柔韌性配線板(FPC)，在160°C，3MPa以寬度2mm加熱加壓10秒進行連接，得到 配線結構體。在該配線結構體的桶形電路上施加100V的電壓並測定絕緣電阻值，然後，在 85°C,85% RH的高溫高溼條件下進行500小時試驗後測定絕緣電阻值。(5)流動性的評價在兩塊15mmX 15mm，厚0. 7mm的玻璃中間，夾入5mmX 5mm，厚35微米的評價目標 粘合劑，在15°C，2MPa加熱加壓10秒，用開始的面積㈧和加熱加壓後的面積⑶求出流 動性(B)/(A)的值。(6)固化後的彈性率
將液體粘合劑(實施例1，比較例1)填滿模型，在160°C加熱1分鐘，得到固化成 棒狀的固化物。將膜狀的粘合劑(實施例2-5，比較例2)，在160°C的油中浸漬1分鐘，得 到固化的膜狀固化物。用動態彈性測定裝置測定該固化物的保留彈性率(升溫速度5°C/ 分，IOHz)，求出25°C的彈性率。(7) DSC 的測定用各實施例和比較例所得粘合劑通過差式掃描量熱計(DSC，TAInstrument社制， 商品名910型)求出發熱反應的上升溫度(Ta)，峰值溫度(Tp)，結束溫度(Te)。另外，測定 中的升溫速度為10°C/分。C、結果用上述各評價方法所得結果如表1所示。表1 比較例1，2的粘合劑不混合聚矽氧烷顆粒。與此相對，混合了聚矽氧烷顆粒的實 施例1-5，即使在支持連接端子的基板表面上露出聚醯亞胺樹脂的2層FPC，露出粘合劑的 3層FPC，與比較例相比，粘接力也大幅度提高。而且，吸溼後的粘接力仍然較大。工業上利用的可能性如上所述，根據本發明，支持連接端子的基板即使是聚醯亞胺樹脂等絕緣性有機 物或玻璃製成的配線構件，或，即使是表面具有聚矽氧烷樹脂或聚醯亞胺樹脂的配線構件， 也能得到良好的粘接強度，且能夠製造連接可靠性高的配線結構體。
權利要求
配線端子連接用薄膜狀粘合劑，該粘合劑是通過層壓由含有通過加熱產生游離自由基的固化劑，自由基聚合性物質和聚矽氧烷顆粒的組合物形成的第一層和由含有導電顆粒，自由基聚合性物質和聚矽氧烷顆粒的組合物形成的第二層形成的，其中，所述自由基聚合性物質選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和馬來醯亞胺。
2.權利要求1記載的粘合劑，上述聚矽氧烷顆粒的含量，相對於100重量份上述自由基 聚合性物質為5-200重量份。
3.權利要求1記載的粘合劑，還含有薄膜形成材料。
4.權利要求3記載的粘合劑，上述薄膜形成材料為苯氧基樹脂。
5.權利要求3記載的粘合劑，上述聚矽氧烷顆粒的含量，相對於100重量份上述自由基 聚合性物質和上述薄膜形成材料總量，為5-200重量份。
6.權利要求1記載的粘合劑，上述聚矽氧烷顆粒在25°C的彈性率為0.I-IOOMPa0
7.權利要求1記載的粘合劑，還含有導電顆粒。
8.配線端子的連接方法，該方法在兩個以上配線構件上分別設置的連接端子之間，用 權利要求1-7任意一項中記載的粘合劑進行電連接。
9.權利要求8記載的配線端子的連接方法，上述連接端子中至少一個是表面由選自 金，銀，錫，鉬族金屬，以及銦錫氧化物中至少一種製成的。
10.權利要求8記載的配線端子的連接方法，其中上述配線構件中至少一個具備含有 絕緣性有機物和玻璃中至少任意一種的基板。
11.權利要求8中記載的配線端子的連接方法，其中上述配線構件中至少一個的表面 上具備選自氮化矽，聚矽氧烷化合物和聚醯亞胺樹脂中的至少一種。
12.配線結構體，具備兩個以上分別具有配線端子的配線構件，在上述配線構件的上述 連接端子之間，用權利要求1-7任意一項中記載的粘合劑進行電連接。
全文摘要
本發明提供配線端子連接用薄膜狀粘合劑，配線端子的連接方法和配線結構體。所述配線端子連接用薄膜狀粘合劑，該粘合劑是通過層壓由含有通過加熱產生游離自由基的固化劑，自由基聚合性物質和聚矽氧烷顆粒的組合物形成的第一層和由含有導電顆粒，自由基聚合性物質和聚矽氧烷顆粒的組合物形成的第二層形成的，其中，所述自由基聚合性物質選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和馬來醯亞胺。
文檔編號H05K3/34GK101906274SQ201010155619
公開日2010年12月8日 申請日期2000年8月25日 優先權日1999年8月25日
發明者後藤泰史, 小林宏治, 有福徵宏, 本村耕治, 渡邊伊津夫, 藤繩貢 申請人:日立化成工業株式會社