電路連接材料、連接方法、連接結構體及製造方法和用途的製作方法

2023-05-27 14:29:41 2

專利名稱：電路連接材料、連接方法、連接結構體及製造方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電路連接材料、使用該材料的電路部件的連接方法、電路連接結構體和電路連接結構體的製造方法，以及連接材料的用途。
背景技術：
一直以來，作為對相對向的電路進行加熱、加壓，並使加壓方向的電極間電連接的電路連接材料，已知有各向異性導電性粘接膜。例如，已知有在環氧系粘接劑或丙烯酸系粘接劑中分散有導電粒子的各向異性導電性粘接膜。這種各向異性導電性粘接膜廣泛用於主要搭載驅動液晶顯示器(以下，稱為「LCD」。)的半導體的TCP(Tape Carrier Package)或 COF (Chip On Flex)與IXD面板的電連接，或者是TCP或COF與印刷線路板的電連接。此外，最近，在通過面朝下直接將半導體安裝在LCD面板或印刷線路板上時，也未採用以往的引線鍵合法，而是採用有利於薄型化和窄距離連接的倒裝晶片安裝。在倒裝晶片安裝中，可以使用各向異性導電性粘接膜作為電路連接材料(例如，參照日本特開昭 59-120436號公報、日本特開昭60-1912 號公報、日本特開平01-251787號公報、和日本特開平07-090237號公報)。

發明內容
在使用各向異性導電性粘接膜的電路部件的連接中，通過加熱和加壓將導電粒子夾持在對向配置的電極之間，確保了電極間的導通。在電路部件的連接工序中，需要足以使粘接劑成分流動的熱和足以使導電粒子與電極密合的壓力。對於熱固化樹脂系的電路連接材料，由於將其加熱至固化劑充分反應的溫度，因此需要較高的連接溫度。此外，在電路部件的連接中，需要粘接劑成分固化所必需的熱應力，以及在電極間壓碎粒子的壓力應力。因此，電路連接材料的連接，通常在3MPa以上的壓力下進行。這些應力，容易對被粘接物產生損害，並且成為顯示不良和可靠性下降的原因。特別是，在將PET膜用作被粘接物的觸摸面板用途等中，要求降低壓力應力。由於自由基固化系的電路連接材料的出現，因而能夠在低溫、短時間內進行連接。 然而，對於以往的自由基固化系的電路連接材料而言，在1.5MPa以下的低壓條件下進行連接時，粘接劑成分的流動性不足，容易產生導通不良和壓痕不良。因此，本發明鑑於上述情況，目的在於提供一種即使在電路連接時的壓力比以往低的情況下，也能夠進行壓痕的形成和連接電阻都良好的連接的電路連接材料、使用該電路連接材料的電路部件的連接方法、電路連接結構體和電路連接結構體的製造方法，以及連接材料的用途。在使用電路連接材料的電路連接中，用進行連接的電路電極夾持電路連接材料， 並從被粘合材料一側推擠加熱至高溫的壓接棒。通過壓接棒加熱的電路連接材料，顯示出流動性，並且連接電路間不需要的粘接劑成分被擠出至連接部外。因此，如果對向電極間的空間比導電粒子的直徑還小，則導電粒子被對向電極壓碎，確保了電極間的導通。因此，在以更低的壓力條件進行電路連接時，需要選擇顯示出足夠高流動性的電路連接材料。本發明人著眼於作為自由基聚合系電路連接材料構成成分的賦予膜性能的聚合物，反覆進行了積極的研究，結果發現了即使電路連接時的壓力低，也能夠進行壓痕的形成和連接電阻都良好的連接的電路連接材料。也就是說，本發明提供一種電路連接材料，其用於介於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間，在第一電路電極和第二電路電極對向配置的狀態下通過加熱和加壓對所述第一電路電極和所述第二電路電極進行電連接，其中，加壓是在1.5MPa以下進行，該電路連接材料含有賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質、自由基聚合引發劑和導電粒子，所述賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度不到70°C的聚合物，並且玻璃化溫度不到70°C的聚合物的配合量，以賦予膜性能的聚合物和自由基聚合性物質的總量為基準，為30 70質量％。此處，賦予膜性能的聚合物，以其總量為基準，優選包含50質量％以上的玻璃化溫度為50°C以上且不到70°C的聚合物。由此，可以更良好地進行上述連接。進一步，自由基聚合性物質包含2官能以下的自由基聚合性物質，並且該2官能以下的自由基聚合性物質的配合量，以自由基聚合性物質的總量為基準，優選為50質量％以上。由此，可以進一步提高上述電路連接材料的流動性。此外，本發明提供一種電路部件的連接方法，該方法是對於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件，在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件，和配置在第一電路部件和第二電路部件之間的上述電路連接材料，在第一電路電極和第二電路電極對向配置的狀態下進行加熱和加壓，從而使第一電路電極和第二電路電極電連接，其中，加壓是在1. 5MPa以下進行。通過這種方法連接的連接結構，其壓痕和連接電阻都良好。此外，本發明提供一種電路連接結構體的製造方法，其包括將上述電路連接材料配置於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間的工序，以及在第一電路電極和第二電路電極對向配置的狀態下進行加熱和加壓，從而使第一電路電極和第二電路電極電連接的工序，其中，加壓是在1. 5MPa以下進行。根據這種製造方法，可以得到壓痕的形成和連接電阻都良好的電路連接結構體。此外，本發明提供一種通過上述製造方法製造的電路連接結構體。這種電路連接結構體，其壓痕的形成和連接電阻都良好。此外，本發明提供一種連接材料用於電路連接的用途，該連接材料含有賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質、自由基聚合引發劑和導電粒子，所述賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度不到70°C的聚合物，並且該玻璃化溫度不到70°C的聚合物的配合量，以賦予膜性能的聚合物和自由基聚合性物質的總量為基準，為30 70質量％，並且該連接材料用於介於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間，在第一電路電極和第二電路電極對向配置的狀態下通過加熱和在1. 5MPa以下進行的加壓而對所述第一電路電極和所述第二電路電極進行電連接。如果將上述連接材料用於這種電路連接，則即使電路連接時的壓力低，也能夠進行壓痕的形成和連接電阻都良好的連接。
此處，賦予膜性能的聚合物，以其總量為基準，優選包含50質量％以上的玻璃化溫度為50°C以上且不到70°C的聚合物。由此，可以更良好地使用上述連接材料。進一步，在將連接材料用於電路連接時，自由基聚合性物質包含2官能以下的自由基聚合性物質，並且該2官能以下的自由基聚合性物質的配合量，以自由基聚合性物質的總量為基準，優選為50質量％以上。由此，在使用上述連接材料時，可以提高連接材料的流動性。根據本發明，可以提供一種即使在電路連接時的壓力比以往低的情況下，也能夠進行壓痕的形成和連接電阻都良好的連接的電路連接材料、使用該電路連接材料的電路部件的連接方法、電路連接結構體和電路連接結構體的製造方法，以及連接材料的用途。


[圖1]是表示膜狀的電路連接材料的一個實施方式的剖視圖。[圖2]是表示用本發明的電路連接材料進行連接的連接結構的一個優選實施方式的模式剖視圖。[圖3]是通過概略剖視圖來表示本發明的電路部件的連接方法的一個實施方式的工序圖。[圖4]是在實施例中觀察到的電路連接結構體的壓痕照片。[圖5]是表示使用膜狀電路連接材料連接電路部件前的狀態的平面圖。符號說明1...電路部件的連接結構，5、11...粘接劑成分，7...導電粒子，8...支持基材， 10...電路連接材料，20...第一電路部件，21...第一基板，21a...第一基板主面，22...第一連接端子，30...第二電路部件，31...第二基板，31a...第二基板主面，32...第二連接端子，40...膜狀電路連接材料，100...粘接片。
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。另外，在附圖中，對於相同要素給予相同符號，並省略重複的說明。此外，上下左右等位置關係，只要沒有特別說明，就是基於附圖所示的位置關係。進一步，附圖的尺寸比例並不限於圖示的比例。此外，本說明書中的「(甲基)丙烯酸酯」表示「丙烯酸酯」以及與其對應的「甲基丙烯酸酯」。同樣，「(甲基)丙烯醯氧基」表示「丙烯醯氧基」以及與其對應的「甲基丙烯醯氧基」。(電路連接材料)本發明的電路連接材料含有粘接劑成分和導電粒子。在本發明中，粘接劑成分是指在電路連接材料的構成材料中，包含除導電粒子以外的全部材料。對於本發明的電路連接材料而言，作為粘接劑成分，包含賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質和自由基聚合引發劑。此外，粘接劑成分可以根據需要包含氫醌、氫醌甲基醚類等阻聚劑。賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度(以下，簡稱為「Tg」。)不到70°C的聚合物。 作為這種聚合物，可以列舉例如聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯聚氨酯樹脂(^」工7 f > >夕 >樹脂)、聚氨酯樹脂、苯氧基樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂。其中，作為優選例，可以列舉聚酯聚氨酯樹脂、聚氨酯樹脂、苯氧基樹脂。它們可以單獨使用1 種，也可以將2種以上混合使用。對於聚合物的Tg而言，可以通過調整構成單體的結構或共聚單體的摩爾比而合成目的範圍的物質。為了提高Tg，可以將具有苯環或萘環等剛直骨架的單體作為單體成分導入。為了降低Tg，可以將脂肪族系的單體作為單體成分導入。聚酯聚氨酯樹脂，例如，可以通過聚酯多元醇和二異氰酸酯的反應而得到。作為二異氰酸酯，可以適當使用2，4_甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4』_二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、 1，6_六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等芳香族、脂環族或脂肪族的二異氰酸酯。聚酯多元醇，例如，可以通過二羧酸和二元醇的反應而得到。作為二羧酸，優選為對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸、癸二酸等芳香族或脂肪族二羧酸。作為二元醇，優選為乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇、己二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇類。為了提高粘接強度，聚酯聚氨酯樹脂可以具有陰離子性。具有陰離子性的聚酯聚氨酯樹脂，可以通過在聚酯多元醇和二異氰酸酯反應時，將側鏈上具有磺酸基或羧基的二元醇或二胺類進行共聚而得到。聚酯聚氨酯樹脂優選具有含苯環等的芳香族基團或含環己烷環等的環狀脂肪族基團。聚酯聚氨酯樹脂可以含有具有自由基聚合性的不飽和雙鍵和/或環氧基。由此， 在將電路連接材料固化時，和粘接劑組合物中的環氧樹脂或自由基聚合性化合物產生反應，提高電路連接材料固化物的彈性模量和耐熱性。聚酯聚氨酯樹脂可以將2種以上混合使用。例如，可以將芳香族聚酯多元醇與脂肪族二異氰酸酯反應所得的物質，和脂肪族聚酯多元醇與芳香族二異氰酸酯反應所得的物質組合使用。賦予膜性能的聚合物的重均分子量優選為5000 100000。如果重均分子量不到 5000,則存在有成型為膜狀時的成膜性下降的傾向，如果重均分子量超過100000，則存在有對溶劑的溶解性或相容性下降，難以調製用於成型為膜狀的塗布液的傾向。在本實施方式中，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 1]
權利要求
1.一種電路連接材料，其用於介於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間，在所述第一電路電極和所述第二電路電極對向配置的狀態下通過加熱和加壓對所述第一電路電極和所述第二電路電極進行電連接，其中，所述加壓是在1. 5MPa以下進行，該電路連接材料含有賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質、自由基聚合引發劑和導電粒子，所述賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度不到70°C的聚合物，並且該玻璃化溫度不到 70°C的聚合物的配合量，以所述賦予膜性能的聚合物和所述自由基聚合性物質的總量為基準，為30 70質量％。
2.如權利要求1所述的電路連接材料，所述賦予膜性能的聚合物，以其總量為基準，包含50質量％以上的玻璃化溫度為50°C以上且不到70°C的聚合物。
3.如權利要求1或2所述的電路連接材料，所述自由基聚合性物質包含2官能以下的自由基聚合性物質，並且該2官能以下的自由基聚合性物質的配合量，以所述自由基聚合性物質的總量為基準，為50質量％以上。
4.一種電路部件的連接方法，該方法是對於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件，在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件，和配置在所述第一電路部件和所述第二電路部件之間的權利要求1 3任一項所述的電路連接材料，在所述第一電路電極和所述第二電路電極對向配置的狀態下進行加熱和加壓，從而使所述第一電路電極和所述第二電路電極電連接的電路部件的連接方法，其中，所述加壓是在1. 5MPa以下進行。
5.一種電路連接結構體的製造方法，其包括將權利要求1 3任一項所述的電路連接材料配置於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間的工序，以及在所述第一電路電極和所述第二電路電極對向配置的狀態下進行加熱和加壓，從而使所述第一電路電極和所述第二電路電極電連接的工序，其中，所述加壓是在1. 5MPa以下進行。
6.一種通過權利要求5所述的製造方法製造的電路連接結構體。
7.一種連接材料用於電路連接的用途，該連接材料含有賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質、自由基聚合引發劑和導電粒子，所述賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度不到70°C的聚合物，並且該玻璃化溫度不到 70°C的聚合物的配合量，以所述賦予膜性能的聚合物和所述自由基聚合性物質的總量為基準，為30 70質量％，並且該連接材料用於介於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間，在所述第一電路電極和所述第二電路電極對向配置的狀態下通過加熱和在1. 5MPa以下進行的加壓而對所述第一電路電極和所述第二電路電極進行電連接。
8.如權利要求7所述的用途，所述賦予膜性能的聚合物，以其總量為基準，包含50質量％以上的玻璃化溫度為50°C以上且不到70°C的聚合物。
9.如權利要求7或8所述的用途，所述自由基聚合性物質包含2官能以下的自由基聚合性物質，並且該2官能以下的自由基聚合性物質的配合量，以所述自由基聚合性物質的總量為基準，為50質量％以上。
全文摘要
本發明涉及一種電路連接材料、連接方法、連接結構體及製造方法和用途，該電路連接材料用於介於在第一基板主面上形成了第一電路電極的第一電路部件和在第二基板主面上形成了第二電路電極的第二電路部件之間，在第一電路電極和第二電路電極對向配置的狀態下通過加熱和加壓對所述第一電路電極和所述第二電路電極進行電連接，其中，加壓是在1.5MPa以下進行，該電路連接材料含有賦予膜性能的聚合物、自由基聚合性物質、自由基聚合引發劑和導電粒子，所述賦予膜性能的聚合物包含玻璃化溫度不到70℃的聚合物，並且其配合量以賦予膜性能的聚合物和自由基聚合性物質的總量為基準，為30～70質量％。
文檔編號C09J9/02GK102417794SQ201110251129
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月23日 優先權日2010年8月24日
發明者久米雅英, 伊藤彰浩, 關耕太郎, 小林宏治, 相澤陽介, 立澤貴, 藤繩貢 申請人:日立化成工業株式會社