各向異性導電膜、連接方法和連接結構體的製作方法
2023-10-29 23:51:02 4
各向異性導電膜、連接方法和連接結構體的製作方法
【專利摘要】將含有具有極性基團的化合物的撓性印刷基板和鹼性玻璃基板在低溫且以良好的粘接力連接。將形成有端子（10）的第1電子部件（11）和形成有端子（12）的第2電子部件（13）電連接的各向異性導電膜（21）中，具有導電性粒子含有層（22）和絕緣性粘接層（23），所述導電性粒子含有層（22）含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂、環氧樹脂和導電性粒子（20），所述絕緣性粘接層（23）含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑。
【專利說明】各向異性導電膜、連接方法和連接結構體
【技術領域】
[0001]本發明涉及將形成有端子的電子部件連接的各向異性導電膜、連接方法和連接結構體。本申請以在日本於2011年4月12日申請的日本專利申請編號日本特願2011-088457為基礎主張優選權，通過參照該申請，合併與本發明中。
【背景技術】
[0002]以往，作為連接電子部件的方法，例如，使用將分散有導電性粒子的熱固性樹脂塗布於剝離膜而成的膠帶狀的連接材料。作為這類連接材料的一例，可舉出各向異性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)。各向異性導電膜用於連接例如撓性印刷基板(FPC:Flexible Printed Circuits)和形成於 LCD (Liquid Crystal Display)面板的玻璃基板上的ITO (Indium Tin Oxide)電極的情形之外,還用於在將各種端子彼此粘接的同時進行電連接的情形(例如，參照專利文獻I)。
[0003]對於觸摸面板用途的ITO玻璃、金屬玻璃、ITO膜、Ag糊膜等，由於高溫壓接而使各向異性導電膜產生形變等，發生不良情況。因此，需要可在更低溫度下進行壓接的各向異性導電膜，並且要求確保粘接強度。
[0004]然而，作為構成撓性印刷基板的構件之一，有表面保護膜(覆膜)。該表面保護膜起著撓性印刷基板的電絕緣性、表面保護、耐折射性賦予等的功能。專利文獻2中記載了，通過用具有極性基團的樹脂組合物來構成表面保護膜，而使表面保護膜的機械特性變得良好。
[0005]然而，包含具有極性基團(例如醌基等)的化合物的撓性印刷基板中，極性基團會捕獲自由基。因此，在這種包含具有極性基團的化合物的撓性印刷基板側的連接中使用了含有自由基系(丙烯酸系)樹脂的各向異性導電膜時，會發生固化不良。另外，使用鹼性玻璃基板作為基板時，若在鹼性玻璃基板側的連接中使用含有陽離子系樹脂的各向異性導電膜，則會發生固化不良。
[0006]現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2010-123418號公報 專利文獻2:日本特開2004-2592號公報。
【發明內容】
[0007]發明要解決的技術問題
因此，本發明是鑑於上述以往的實際情況提出的發明，其目的特別是提供能夠將包含具有極性基團的化合物的撓性印刷基板與鹼性玻璃基板在低溫且以良好的粘接力連接的各向異性導電膜、連接方法、連接結構體。
[0008]用於解決技術問題的方法
本發明的各向異性導電膜是將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件電連接的各向異性導電膜，其具有第I層和第2層，所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂，所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑，第I層或第2層進一步含有導電性粒子。
[0009]本發明的連接方法具有經由各向異性導電膜，將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件一邊加熱一邊壓接而電連接的壓接步驟，各向異性導電膜具有第I層和第2層，所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂，所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑，第I層或第2層進一步含有導電性粒子。
[0010]本發明的連接結構體是經由各向異性導電膜將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件一邊加熱一邊壓接、由此將第I電子部件和第2電子部件電連接而成的連接結構體，其中，各向異性導電膜具有第I層和第2層，所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂，所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑，第I層或第2層進一步含有導電性粒子。
[0011]發明效果
根據本發明，特別是可以將包含具有極性基團的化合物的撓性印刷基板和鹼性玻璃基板在低溫且以良好粘接力進行連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012][圖1]圖1是示出本實施方式的連接結構體的構成例的截面圖。
[0013][圖2]圖2是示出本實施方式的各向異性導電膜的構成例的截面圖。
【具體實施方式】
[0014]以下，對本發明的【具體實施方式】(以下，稱為「本實施方式」)的一例進行說明。
1.連接結構體 1-1.第I電子部件 1-2.第2電子部件 1-3.各向異性導電膜
1-3-1.第I層(導電性粒子含有層)
1-3-2.第2層(絕緣性粘接層)
2.連接方法
3.其它實施方式。
[0015]
圖1是示出本實施方式的連接結構體的構成例的截面圖。如圖1所示，連接結構體I具有形成有端子10的第I電子部件11、形成有端子12的第2電子部件13、以及含有導電性粒子20的各向異性導電膜21。對於連接結構體1，通過將第I電子部件11中的端子10、各向異性導電膜21中的導電性粒子20與第2電子部件13中的端子12導通，第I電子部件11和第2電子部件13被電連接。
[0016]
第I電子部件11是例如形成有包含具有極性基團的化合物的膜的撓性印刷基板等的配線材料。此外，第I電子部件11中形成有用於與第2電子部件13連接的端子10。
[0017]
第2電子部件13是例如鹼性玻璃基板、玻璃制的LCD基板(LCD面板)、玻璃制的PDP基板(PDP面板)、玻璃制的有機EL基板(有機EL面板)等玻璃基板。第2電子部件13中形成有用於與第I電子部件11連接的端子12。
[0018]
各向異性導電膜21具備絕緣性樹脂中分散有導電性粒子20的第I層22 (以下，稱為「導電性粒子含有層22」)、和絕緣性樹脂中不含導電性粒子20的第2層23 (以下，稱為「絕緣性粘接層23」)。各向異性導電膜21由於形狀為膜狀，因而操作性優異的同時可以容易地將連接後的厚度均一化。
[0019]如圖2所示，各向異性導電膜21具有例如剝離層(隔離物)24、形成於剝離層24上的絕緣性粘接層23、以及形成於絕緣性粘接層23上的導電性粒子含有層22。
[0020]各向異性導電膜21中的導電性粒子含有層22含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂。這種導電性粒子含有層22中，在第I電子部件11和第2電子部件13的壓接時，產生丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑引起的自由基固化，此外，由於環氧樹脂在自由基系固化劑的存在下發生開環，因而可使粘接力提高。
[0021]此外，各向異性導電膜21中的絕緣性粘接層23含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑。這種絕緣性粘接層23中，在第I電子部件11和第2電子部件13的壓接時，產生丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑引起的自由基固化，以及環氧樹脂和陽離子系固化劑引起的陽離子固化，此外，由於自由基固化和陽離子固化的協同作用，可以使與第I電子部件11的粘接力提高。
[0022]這樣，通過各向異性導電膜21，在第I電子部件11和第2電子部件13的壓接時，可以通過導電性粒子含有層22和絕緣性粘接層23而使粘接力提高。因此，例如，在將如上所述發生固化不良的包含具有極性基團的化合物的撓性印刷基板和鹼性玻璃基板進行壓接時，可以在低溫且以良好的粘接力進行連接。
[0023]此外，各向異性導電膜21中，絕緣性粘接層23中所含的自由基系固化劑和陽離子系固化劑的質量比(〔自由基系固化劑〕/〔陽離子系固化劑〕)優選為0.5?1.2。通過使絕緣性粘接層23中的自由基系固化劑和陽離子系固化劑的質量比為這樣的範圍，可以使丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑引起的自由基固化、以及環氧樹脂和陽離子系固化劑引起的陽離子固化良好地發生，從而賦予更良好的粘接力。
[0024]此外，各向異性導電膜21中，優選使絕緣性粘接層23中所含的自由基系固化劑的量和陽離子系固化劑的量的總計為12?17質量份。
[0025]通過使絕緣性粘接層23中所含的自由基系固化劑的量和陽離子系固化劑的量的總計為該範圍，可以使丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑引起的自由基固化、以及環氧樹脂和陽離子系固化劑引起的陽離子固化良好地發生，從而賦予更良好的粘接力。
[0026]對於各向異性導電膜21，優選在導電性粒子含有層22側配置第2電子部件13，在絕緣性粘接層23側配置第I電子部件11。通過如此進行配置，可以在從第I電子部件11側進行壓接時使導電性粒子20的捕獲率提高。
[0027] 如上所述，導電性粒子含有層22含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂、環氧樹脂和導電性粒子20。
[0028](自由基系固化劑)
自由基系固化劑沒有特別限定，可以使用例如有機過氧化物。
[0029](丙烯酸類樹脂)
丙烯酸類樹脂沒有特別限定，可以使用例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丁酯、環氧丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、四亞甲基二醇四丙烯酸酯、2-羥基-1，3-二丙烯醯氧基丙燒、2，2_雙[4_ (丙稀酸氧基甲氧基)苯基]丙燒、2, 2_雙[4_ (丙稀酸氧基乙氧基)苯基]丙烷、二環戊烯基丙烯酸酯、三環癸基丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯、氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethane acrylate)等丙烯酸類樹脂。丙烯酸類樹脂可以I種單獨使用，也可以並用2種以上。
[0030](環氧樹脂)
環氧樹脂沒有特別限定，可以使用例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、它們的改性環氧樹脂等熱固性環氧樹脂。環氧樹脂可以I種單獨使用，也可以並用2種以上。
[0031](導電性粒子)
導電性粒子20沒有特別限定，可以使用公知的導電性粒子。可舉出例如:鎳、鐵、銅、鋁、錫、鉛、鉻、鈷、銀、金等各種金屬或金屬合金的粒子，在金屬氧化物、碳、石墨、玻璃、陶瓷、塑料等粒子的表面塗布金屬而成的粒子，在這些粒子的表面進一步塗布絕緣薄膜而成的粒子等。
[0032]
如上所述，絕緣性粘接層23含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑。
[0033](陽離子系固化劑)
作為陽離子系固化劑，沒有特別限定，可舉出例如通過加熱而活化的潛伏性固化劑，具體可舉出鋶鹽、鎗鹽等，其中，優選使用芳香族鋶鹽。
[0034](環氧樹脂)
作為環氧樹脂，沒有特別限定，例如，可以使用與上述導電性粒子含有層22中的環氧樹脂相同的環氧樹脂。
[0035](丙烯酸類樹脂)
作為丙烯酸類樹脂，沒有特別限定，例如，可以使用與上述導電性粒子含有層22中的丙烯酸類樹脂相同的丙烯酸類樹脂。
[0036](自由基系固化劑)
作為自由基系固化劑，沒有特別限制，可以根據目的適宜選擇，例如，可以使用與上述導電性粒子含有層22中的自由基系固化劑相同的自由基系固化劑。
[0037]< 2.連接方法〉
對使用了圖2所示的各向異性導電膜21的連接結構體I的連接方法的一例進行說明。本實施方式的連接方法中，經由各向異性導電膜21，將第I電子部件11和第2電子部件13一邊加熱一邊壓接而電連接，由此可得到上述的連接結構體I。
[0038]具體地，本實施方式的連接方法具有:將各向異性導電膜21的導電性粒子含有層22側預粘貼於第2電子部件13的端子12上的預粘貼步驟、將第I電子部件11預配置於各向異性導電膜21的絕緣性粘接層23側的預配置步驟、和使用熱壓機從經預配置的第I電子部件11側進行擠壓而壓接的壓接步驟。
[0039]預粘貼步驟中，例如，以圖2所示的各向異性導電膜21的導電性粒子含有層22成為第2電子部件13側的方式，將各向異性導電膜21粘貼於第2電子部件13。
[0040]預配置步驟中，將剝離層24從各向異性導電膜21上剝離，第I電子部件11從絕緣性粘接層23側被壓接，形成連接結構體I。
[0041]壓接步驟中，經由上述各向異性導電膜21，使用熱壓機將第I電子部件11和第2電子部件13 —邊加熱一邊壓接，由此使第I電子部件11的端子10和第2電子部件13的端子12電連接。
[0042]這裡，在第I電子部件11是形成有包含具有極性基團的化合物的膜的撓性印刷基板，第2電子部件13是鹼性玻璃基板時，優選在壓接步驟中從撓性印刷基板進行擠壓來壓接。如此通過從撓性印刷基板側進行擠壓，熱壓機和撓性印刷基板接觸，將導電性粒子含有層22的樹脂加熱，由此將溶融粘度降低而變得易於流動。藉此，可以使樹脂從端子10和端子12之間流出，效率良好地捕獲導電性粒子含有層22的導電性粒子20。
[0043]作為壓接步驟中的加熱的方法，由總熱量來決定，以10秒以下的連接時間完成接合時，可以在加熱溫度120°C?220°C下進行。作為壓接的方法，根據電子部件11的種類而不同，例如，在撓性印刷基板的情形中，可以在壓力0.5?2MPa下進行3?10秒鐘。應予說明，也可以並用超聲波和熱來進行壓接。
[0044]
上述說明中，如圖1所示，絕緣性粘接層23配置於第2電子部件13側進行了說明，但並不受該實例所限定，也可以配置於第I電子部件11偵U。
[0045]此外，作為上述材料以外的材料，各向異性導電膜21也可以含有例如矽烷偶聯齊U、表面活性劑等。
[0046]進而，上述連接方法的說明中，使用了膜狀的各向異性導電膜21，但並不受該實例所限定，也可以使用例如糊狀的各向異性導電粘接劑。此時，例如，在上述連接方法的預粘貼步驟中，可以使用包含導電性粒子含有層22的粘接材料、和包含絕緣性粘接層23的粘接材料。
實施例
[0047]以下，對本發明的具體實施例進行說明。應予說明，下述任一實施例均不限定本發明的範圍。
[0048]以下的實例中，首先，製造例I?製造例7中製作包含絕緣性粘接層的片材，製造例8?製造例10中製作包含導電性粒子含有層的片材。此外，在實施例1?實施例5和比較例I?比較例5中，使用由製造例I?製造例10中所得的片材製作的各向異性導電膜來製作連接結構體。進而，關於實施例1?實施例5和比較例I?比較例5中製作的連接結構體，對粘接力和導通電阻進行評價。[0049](製造例I)
製造例I中，通過由苯氧樹脂(品名:YP-50、新日鐵化學株式會社制)25質量份、環氧樹月旨(品名:jER828、三菱化學株式會社制)30質量份、丙烯酸類樹脂(品名:M1600、東亞合成社制)20質量份、丙烯酸類樹脂(品名:M-315、東亞合成社制)10質量份、矽烷偶聯劑(品名:A-187、^ ^ > r ^ 7'八7才一 7 r >) 7 H 7:社制)2質量份、自由基系固化劑(品名:八一口 4 ^ L、日本油脂社制)5質量份、陽離子系固化劑(品名:S1-60L、三新化學工業社制)7質量份構成的粘接劑製作厚度6 u m的包含絕緣性粘接層的片材。
[0050](製造例2)
製造例2中，除了在製造例I中將陽離子系固化劑的添加量從7質量份改變為9質量份以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0051](製造例3)
製造例3中，除了在製造例I中將自由基系固化劑的添加量從5質量份改變為6質量份、另外將陽離子系固化劑的添加量從7質量份改變為8質量份以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0052](製造例4)
製造例4中，除了在製造例I中將自由基系固化劑的添加量從5質量份改變為8質量份以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0053](製造例5)
製造例5中，除了在製造例I中將自由基系固化劑的添加量從5質量份改變為8質量份、另外將陽離子系固化劑的添加量從7質量份改變為9質量份以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0054](製造例6)
製造例6中，除了在製造例I中將自由基系固化劑的添加量從5質量份改變為6質量份、並且不添加陽離子系固化劑以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0055](製造例7)
製造例7中，除了在製造例I中不添加丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑、將陽離子系固化劑的添加量從7質量份改變為8質量份以外，與製造例I相同地製作包含絕緣性粘接層的片材。
[0056](製造例8)
製造例8中，在由苯氧樹脂(品名:YP-50、新日鐵化學株式會社制)25質量份、環氧樹月旨(品名:jER828、三菱化學株式會社制)30質量份、丙烯酸類樹脂(品名:M1600)、東亞合成社制)20質量份、丙烯酸類樹脂(品名:M-315、東亞合成社制)10質量份、矽烷偶聯劑(品名:A-187、^ ^ > r ^ 7'八7才一 7 r >) 7 H 7:社制)2質量份、自由基系固化劑(品名:^ 一口 ^ L、日本油脂社制)6質量份、導電粒子構成的粘接劑中，分散粒徑IOiim的導電性粒子(Ni/Au鍍覆丙烯酸類樹脂粒子、日本化學工業社制)3質量份，製作厚度10 y m的包含導電性粒子含有層的片材。
[0057](製造例9)
製造例9中，除了在製造例8中不添加丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑、並且添加陽離子系固化劑(品名:S1-60L、三新化學工業社制)8質量份以外，與製造例I相同地製作包含導電性粒子含有層的片材。
[0058](製造例10)
製造例10中，除了在製造例8中添加陽離子系固化劑(品名:S1-60L、三新化學工業社制)8質量份以外，與製造例I相同地製作包含導電性粒子含有層的片材。
[0059]製造例I~製造例10的製作條件總結示於以下表1。
[0060][表 I]
【權利要求】
1.各向異性導電膜，其是將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件電連接的各向異性導電膜， 其具有第I層和第2層，所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂； 所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑； 所述第I層或所述第2層進一步含有導電性粒子。
2.權利要求1所述的各向異性導電膜，其將作為所述第I電子部件的形成有膜的撓性印刷基板與作為所述第2電子部件的鹼性玻璃基板電連接，所述膜包含具有極性基團的化合物。
3.權利要求2所述的各向異性導電膜，其中，所述第2層中所含的自由基系固化劑和陽離子系固化劑的總計相對於丙烯酸類樹脂和環氧樹脂的總計60質量份為12?17質量份。
4.權利要求2或3所述的各向異性導電膜，其中，所述第2層中所含的自由基系固化劑和陽離子系固化劑的質量比(〔自由基系固化劑〕/〔陽離子系固化劑〕)為0.5?1.2。
5.連接方法，其具有經由各向異性導電膜將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件一邊加熱一邊壓接而電連接的壓接步驟， 所述各向異性導電膜具有第I層和第2層， 所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂， 所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑， 所述第I層或所述第2層進一步含有導電性粒子。
6.權利要求5所述的連接方法，其中，所述第I電子部件是形成有膜的撓性印刷基板，所述膜包含具有極性基團的化合物， 所述第2電子部件是鹼性玻璃基板， 該連接方法具有將所述各向異性導電膜的第I層側預粘貼於所述第2電子部件的端子上的預粘貼步驟、和 將所述第I電子部件預配置於所述各向異性導電膜的第2層側的預配置步驟， 在所述壓接步驟中，使用熱壓機從在所述預配置步驟中經預配置的所述第I電子部件側進行擠壓。
7.連接方法，其具有經由粘接劑將形成有端子的第I電子部件和形成有端子的第2電子部件一邊加熱一邊壓接而電連接的壓接步驟， 所述粘接材料包含第I粘接劑和第2粘接劑， 所述第I粘接劑含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂， 所述第2粘接劑含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑， 所述第I粘接劑或所述第2粘接劑進一步含有導電性粒子。
8.連接結構體，其是經由各向異性導電膜將形成有端子的形成第I電子部件和形成有端子的第2電子部件一邊加熱一邊壓接、由此將該第I電子部件和該第2電子部件電連接而成的連接結構體， 其中，所述各向異性導電膜具有第I層和第2層， 所述第I層含有自由基系固化劑、丙烯酸類樹脂和環氧樹脂， 所述第2層含有陽離子系固化劑、環氧樹脂、丙烯酸類樹脂和自由基系固化劑， 所述第I層或所述第2層進一步含有導電性粒子。
【文檔編號】H05K1/14GK103493297SQ201280017850
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月11日 優先權日:2011年4月12日
【發明者】淺羽康祐, 松島隆行, 佐藤大祐 申請人:迪睿合電子材料有限公司