電路連接用粘接膜及用途、結構體及製造方法和連接方法

2023-06-12 18:47:26

專利名稱：電路連接用粘接膜及用途、結構體及製造方法和連接方法
技術領域：
本發明涉及電路連接用粘接膜及其用途、電路連接結構體及其製造方法以及電路部件的連接方法。
背景技術：
一直以來，為了將半導體元件與基板、尤其是液晶等平板顯示器(FPD)用的玻璃基板進行連接，一直使用通過加熱而固化的熱固性粘接劑膜。作為熱固性的粘接劑膜，廣泛使用含有作為熱固性樹脂的環氧樹脂的材料，環氧樹脂在通過加熱而固化時，形成了機械強度高的聚合物，因此半導體元件和液晶顯示器通過該粘接劑膜而牢固連接，可以得到可靠性高的電氣裝置。近年來，逐漸向著使用含有與環氧樹脂相比，可以在更低溫度下固化的丙烯酸酯的粘接劑膜發展然而，在使用粘接劑膜連接玻璃基板和半導體元件的情況下，在加熱粘接劑膜時， 通過熱傳導而進行加熱，產生熱膨脹，因此存在半導體元件拉伸的情況。因此，在加熱結束後對整體進行冷卻時，存在拉伸的半導體元件收縮，隨著該收縮，在構成FPD的玻璃基板上產生了翹曲等變形的情況。在玻璃基板上產生變形時，位於變形部分的顯示器顯示圖像產生了混亂。迄今為止，為了抑制翹曲等變形，已知有各種方法。例如，已經報導了使膜介於加熱及加壓工具、和半導體元件之間進行連接的方法(日本特開2006-2^1 號公報)，及在進行加熱和加壓工序後，進行加熱的方法(日本特開2004-200230號公報)。此外，最近還可知一種在粘接劑膜中使用可以進行應力緩和的材料的方法(日本特開2004-277573號公報、日本專利第；3477367號公報)。

發明內容
然而，雖然使用可以進行應力緩和的材料可以抑制玻璃基板的變形，但存在有連接可靠性下降的問題。此外，存在有形成粘接劑膜時的成膜性下降，難以穩定得到粘接劑膜的情況。此外，特別是隨著玻璃基板和半導體元件的厚度變薄，存在有容易顯著產生翹曲 (玻璃基板的變形)的傾向。因此，本發明的目的是提供一種即使在用於連接厚度比以往的電路基板薄的玻璃基板和半導體元件時，也可以維持優異的連接可靠性，同時可以抑制玻璃基板的變形，並且成膜性也優異的電路連接用粘接膜及其用途，以及使用該粘接膜的電路連接結構體及其製造方法和電路部件的連接方法。本發明人為了解決上述問題而進行了積極研究，結果發現電路部件產生變形是由於安裝後(固化後)的電路連接用粘接膜的內部應力過高，此外連接可靠性下降是由於在安裝後的電路連接用粘接膜中產生了彈性模數過低的部分。還可知，特別是在彈性模數局部過低的情況下，相對的電極彼此難以保持導電粒子的扁平，因此存在有連接可靠性下降的傾向。
基於該見解而做了進一步的研究，發現在將厚度薄的電路部件彼此連接時，通過使用具有規定的層構成的電路連接用粘接膜，可以保持高連接可靠性，並且可以抑制基材的變形，從而完成了本發明。即，本發明提供一種電路連接用粘接膜，其具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、和含有粘接劑組合物但不含有導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式(1)的關係，並且該電路連接用粘接膜用於使在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1 電路部件、和在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件，在使第1電路電極和第2電路電極相對的狀態下電連接。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)如果是這樣的電路連接用粘接膜，則由於導電性粘接劑層的厚度相對於絕緣性粘接劑層的厚度的比具有規定的值，因此，即使在膜固化後，也可以將固化物內的內部應力抑制為較低，並且可以使固化物整體具有均一且充分的彈性模數。由此，即使在用於具備厚度為0. 3mm以下的電路基板的電路部件彼此的連接時，也可以抑制電路部件的變形，並同時得到良好的連接可靠性。此外，由於電路連接用粘接膜具有導電性粘接劑層和絕緣性粘接劑層這兩層，因此相對的電極彼此容易捕捉導電粒子，可以提高連接可靠性。由此，可以得到良好的連接可靠性。此外，優選導電性粘接劑層中含有的粘接劑組合物包含(a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑。通過粘接劑層具有上述這樣的規定的層構成，同時導電性粘接劑層中的粘接劑組合物包含(a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑，從而可以得到成膜性、耐熱性和粘接性更優異的電路連接用粘接膜。對於本發明的電路連接用粘接膜而言，其導電性粘接劑層和/或絕緣性粘接劑層可以進一步含有(d)絕緣性粒子。由此，可以維持更優異的連接可靠性。本發明還提供一種電路連接結構體，其具備在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件、在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極，並且配置為第2電路電極與第1電路電極相對，以及使第2電路電極與第1電路電極電連接的第2電路部件、和介於第1電路部件和第2電路部件之間的連接部，連接部是本發明的電路連接用粘接膜的固化物。如果是這樣的電路連接結構體，則由於連接部由本發明的電路連接用粘接膜的固化物形成，因此可以將電路連接結構體內的內部應力抑制為較低，並且可以抑制彈性模數過低部分的產生。因此，可以抑制電路部件的變形，同時可以實現優異的連接可靠性。本發明進一步提供一種電路連接結構體的製造方法，其包括使上述本發明的電路連接用粘接膜介於具備在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件以及在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件的一對電路部件之間，得到疊層體的工序，和通過對疊層體進行加熱和加壓， 使電路連接用粘接膜固化，從而形成介於一對電路部件之間、以使相對配置的第1電路電極和第2電路電極電連接的方式粘接一對電路部件彼此的連接部的工序。如果是這樣的製造方法，則能夠製造可以抑制電路部件的變形，同時可以實現優異的連接可靠性的電路連接結構體。此外，本發明提供一種電路部件的連接方法，其中，在使第1電路電極和第2電路電極相對配置的狀態下，對在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件、在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件、以及配置於第1電路部件和第2電路部件之間的本發明的電路連接用粘接膜進行加熱和加壓，從而使第1電路電極和第2電路電極電連接。如果是這樣的電路部件的連接方法，則由於在電路部件的連接中使用了本發明的電路連接用粘接膜的固化物，因此可以將固化物內的內部應力抑制為較低，而且可以充分確保相對電極間的導電性。因此，能夠形成可以抑制電路部件變形，同時具有良好的連接可靠性的電路連接結構體。此外，本發明提供一種粘接膜用於電路連接的用途，該粘接膜具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、和含有粘接劑組合物但不含有導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式(1)的關係，並且該粘接膜用於使在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件、和在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件，在使第1電路電極和第2電路電極相對的狀態下電連接。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)通過將該粘接膜用於電路連接，則即使是用於具有厚度為0. 3mm以下的電路基板的電路部件彼此的連接時，也可以抑制電路部件的變形，同時可以得到良好的連接可靠性。優選在將該粘接膜用於電路連接時，導電性粘接劑層中含有的粘接劑組合物包含 (a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑。如果是粘接劑層具有上述那樣的規定的層構成且導電性粘接劑層中的粘接劑組合物含有(a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑的粘接膜，則可以實現更優異的成膜性、耐熱性和粘接性。此外，在將該粘接膜用於電路連接時，其導電性粘接劑層和/或絕緣性粘接劑層可以進一步含有(d)絕緣性粒子。由此，可以維持更優異的連接可靠性。根據本發明，可以提供一種即使在用於連接厚度比以往的電路基板薄的玻璃基板和半導體元件時，也可以維持優異的連接可靠性，同時可以抑制玻璃基板的變形，並且成膜性也優異的電路連接用粘接膜及其用途，以及使用該粘接膜的電路連接結構體及其製造方法和電路部件的連接方法。特別是在本發明中，可以提供一種即使在連接厚度為0. 3mm以下的電路部件彼此時，也能夠實現上述效果的電路連接用粘接膜。


圖1是表示本發明的一個實施方式的電路連接用粘接膜的模式剖視圖。圖2是表示使本實施方式的電路連接用粘接膜介於一對電路部件之間的疊層體的模式剖視圖。圖3是表示本實施方式的電路連接結構體的模式剖視圖。圖4是表示玻璃基板翹曲的評價方法的模式剖視圖。符號說明1...基板、la...玻璃基板、lb...線路圖、2...半導體元件、2a. .. IC晶片、2b...突起電極、3a...絕緣性粘接劑層、3b...導電性粘接劑層、4a、4b...粘接劑組合物、5...導電粒子、6a、6b...固化物、10...電路連接用粘接膜、100...電路連接結構體、 200. · ·疊層體。
具體實施例方式以下，根據需要，一邊參照附圖，一邊對本發明的優選實施方式進行詳細說明。但是，本發明並不限定於以下的實施方式。本實施方式的電路連接用粘接膜，其具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、和含有粘接劑組合物但不含有導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式(1)的關係。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)首先，參照圖1，對本實施方式的電路連接用粘接膜10進行說明。圖1是表示本發明的一個實施方式的電路連接用粘接膜的模式剖視圖。電路連接用粘接膜10具備含有粘接劑組合物4b和導電粒子5的導電性粘接劑層3b，以及在導電性粘接劑層北上形成的、含有粘接劑組合物如的絕緣性粘接劑層3a。(導電性粘接劑層)構成導電性粘接劑層北的粘接劑組合物4b沒有特別限定，可以包含(a)成膜材料(以下，有時稱為「(a)成分」)、(b)環氧樹脂(以下，有時稱為「 (b)成分」)和(c)潛在性固化劑(以下，有時稱為「 (c)成分」)。作為(a)成分的成膜材料為具有使液狀的固化性樹脂組合物固體化作用的聚合物。通過在固化性樹脂組合物中含有成膜材料，在將固化性樹脂組合物成型為膜狀時，可以得到不容易開裂、破碎、發粘，並且容易處理的粘接劑膜。作為這種成膜材料，可以列舉例如選自苯氧基樹脂、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、二甲苯樹脂和聚氨酯樹脂中的至少1 種聚合物。這些之中，優選苯氧基樹脂、聚氨酯樹脂和聚乙烯醇縮丁醛樹脂。它們與(b)成分的相容性優異，並且可以賦予固化後的電路連接用粘接膜10優異的粘接性、耐熱性、機械強度。苯氧基樹脂能通過使2官能酚類和表滷醇反應至高分子量、或使2官能環氧樹脂和2官能酚類發生加聚反應而得到。具體而言，可通過使1摩爾2官能酚類和0. 985 1. 015 摩爾表滷醇在鹼金屬氫氧化物等催化劑的存在下在非反應性溶劑中、在40 120°C的溫度下反應而得到。對於得到苯氧基樹脂的加聚反應而言，優選使2官能性環氧樹脂與2官能性酚類的配合當量比為環氧基/酚羥基=1/0.9 1/1. 1而進行。由此，可以使固化後的電路連接用粘接膜10的機械特性和熱特性良好。此外，該加聚反應優選在鹼金屬化合物、有機磷系化合物、環狀胺系化合物等催化劑的存在下，在沸點為120°C以上的醯胺系、醚系、酮系、 內酯系、醇系等有機溶劑中，使原料固體成分為50質量份以下，加熱至50 200°C而進行。作為用於得到苯氧基樹脂的2官能環氧樹脂，可以列舉例如雙酚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、聯苯基二縮水甘油醚、和甲基取代的聯苯基二縮水甘油醚。作為2官能酚類，可以列舉具有2個酚性羥基的物質，例如，氫醌類、雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、雙酚芴、甲基取代的雙酚芴、二羥基聯苯和甲基取代的
二羥基聯苯等雙酚類。苯氧基樹脂還可以通過自由基聚合性的官能團或其它反應性化合物進行改性。上述各種苯氧基樹脂可以單獨使用或者將兩種以上組合使用。聚氨酯樹脂是分子鏈中具有氨基甲酸酯鍵的彈性體，並通常是對使多元酸(對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等)與二元醇(乙二醇、 1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6_己二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇等)進行縮合反應所得的具有末端羥基的飽和聚酯樹脂，使其活性氫與二異氰酸酯化合物(甲苯撐二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、環己基甲烷二異氰酸酯等)的異氰酸酯基以大致當量進行反應所得的線狀高分子。該聚氨酯樹脂容易溶解在有機溶劑，例如酯系(乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酮系(甲乙酮、環己酮、丙酮等)、芳香族系(甲苯、二甲苯、苯等)和氯系(三氯乙烯、二氯甲烷等) 溶劑中。聚乙烯醇縮丁醛樹脂是在分子鏈中具有乙烯基縮醛單元的彈性體，通常是在將乙酸乙烯酯聚合後進行鹼處理，然後使其與醛(甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等)反應而得到的線狀高分子。對於本實施方式中所用的聚乙烯醇縮丁醛樹脂而言，優選聚合度為700 2500，縮丁醛化度為65mol%以上。如果聚合度不到700，則聚乙烯醇縮丁醛樹脂的凝集力不足，成膜性下降。如果聚合度超過2500，則樹脂壓接時的樹脂流動性不足，導電粒子無法順利地介於被粘合物的電極間，難以得到充分的連接可靠性。此外，如果縮丁醛化度不到65mol %，則羥基或乙醯基的比例增加，難以得到充分的連接可靠性。作為(a)成分的成膜材料的玻璃化溫度(以下，稱為「Tg」)沒有特別限定，但優選為40 70°C，更優選為45 70°C，進一步優選為50 70°C。如果是具有這種Tg的成膜材料，則由於吸收了因彈性變形而在固化後的電路連接用粘接膜10內所產生的內部應力， 減少了電路部件的翹曲量，因此可以更確實地提高連接可靠性。成膜材料的配合量，相對於粘接劑組合物4b的總質量100質量份，優選為10 50 質量份，更優選為20 40質量份。通過使成膜材料的量處於該範圍內，可以提供進一步抑制了基材的變形(翹曲量)，並且電連接性更優異的電路連接用粘接膜10。成膜材料的分子量越大，則越容易得到成膜性，此外可以將影響粘接劑組合物4b 流動性的熔融粘度設定在寬的範圍內。作為成膜材料的重均分子量(Mw)，優選為5000 150000，特別優選為10000 80000。如果該值為5000以上，則有易於得到良好成膜性的傾向，另一方面，如果為150000以下，則有容易得到與其它成分的良好相容性的傾向。此外，上述「重均分子量」是按照下述表1所示的條件，使用標準聚苯乙烯校正曲線由凝膠滲透色譜(GPC)所測定的值。表 權利要求
1.一種電路連接用粘接膜，其具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、 和含有粘接劑組合物但不含導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，所述絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和所述導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式 ⑴的關係，Ti/Tc ≥ 1. 5 · · · (1)並且該電路連接用粘接膜用於使在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件，和在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2 電路電極的第2電路部件，在使所述第1電路電極和所述第2電路電極相對的狀態下電連接。
2.根據權利要求1所述的電路連接用粘接膜，其中所述導電性粘接劑層中含有的粘接劑組合物包含(a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑。
3.根據權利要求1或2所述的電路連接用粘接膜，其中所述導電性粘接劑層和/或所述絕緣性粘接劑層進一步含有(d)絕緣性粒子。
4.一種電路連接結構體，其具備在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件、在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極，並且配置為所述第2電路電極與所述第1電路電極相對，以及使所述第2電路電極與所述第1電路電極電連接的第2電路部件、和介於所述第1電路部件和所述第2電路部件之間的連接部，所述連接部是權利要求1 3中任一項所述的電路連接用粘接膜的固化物。
5.一種電路連接結構體的製造方法，其包括使權利要求1 3中任一項所述的電路連接用粘接膜介於具備在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件以及在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第 2電路部件的一對電路部件之間，得到疊層體的工序，和通過對所述疊層體進行加熱和加壓，使所述電路連接用粘接膜固化，從而形成介於所述一對電路部件之間、以使相對配置的所述第1電路電極和所述第2電路電極電連接的方式粘接所述一對電路部件彼此的連接部的工序。
6.一種電路部件的連接方法，其中，在使第1電路電極和第2電路電極相對配置的狀態下，對在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件、 在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件、以及配置在所述第1電路部件和所述第2電路部件之間的權利要求1 3中任一項所述的電路連接用粘接膜進行加熱和加壓，從而使所述第1電路電極和所述第2電路電極電連接。
7.一種粘接膜用於電路連接的用途，該粘接膜具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、和含有粘接劑組合物但不含導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，所述絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和所述導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式 ⑴的關係，Ti/Tc ≥ 1. 5 · · · (1)並且該粘接膜用於使在厚度為0. 3mm以下的第1電路基板的主面上形成了第1電路電極的第1電路部件，和在厚度為0. 3mm以下的第2電路基板的主面上形成了第2電路電極的第2電路部件，在使所述第1電路電極和所述第2電路電極相對的狀態下電連接。
8.根據權利要求7所述的用途，其中所述導電性粘接劑層中含有的粘接劑組合物含有 (a)成膜材料、(b)環氧樹脂和(c)潛在性固化劑。
9.根據權利要求7或8所述的用途，其中所述導電性粘接劑層和/或所述絕緣性粘接劑層進一步含有(d)絕緣性粒子。
全文摘要
本發明涉及一種電路連接用粘接膜及用途、結構體及製造方法和連接方法，該電路連接用粘接膜具備含有粘接劑組合物和導電粒子的導電性粘接劑層、和含有粘接劑組合物但不含有導電粒子的絕緣性粘接劑層，其中，絕緣性粘接劑層的厚度Ti、和導電性粘接劑層的厚度Tc滿足下述式(1)的關係。Ti/Tc≥1.5···(1)。
文檔編號C09J171/12GK102382581SQ201110162360
公開日2012年3月21日 申請日期2011年6月13日 優先權日2010年6月14日
發明者佐藤和也, 杜曉黎 申請人:日立化成工業株式會社