專利名稱:各向異性導(dǎo)電材料、連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及各向異性導(dǎo)電材料、以及使用該各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法,所述各向異性導(dǎo)電材料含有多個(gè)導(dǎo)電性粒子,能夠用于例如撓性印刷基板、玻璃基板及半導(dǎo)體芯片等各種連接對(duì)象部件的電極間的電連接。
背景技術(shù):
各向異性導(dǎo)電糊、各向異性導(dǎo)電油墨及各向異性導(dǎo)電粘接劑(粘接著剤)等各向異性導(dǎo)電材料已廣為人知。就這些各向異性導(dǎo)電材料而言,在糊、油墨或樹(shù)脂中分散有多個(gè)導(dǎo)電性粒子。上述各向異性導(dǎo)電材料已被用于例如撓性印刷基板和玻璃基板的連接(F0G(Film on Glass))、半導(dǎo)體芯片和撓性印刷基板的連接(C0F(Chip on Film))、或半導(dǎo)體芯片和玻璃基板的連接(COG(Chip on Glass))等。作為上述各向異性導(dǎo)電材料的一例,下述專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了含有環(huán)氧樹(shù)脂、橡膠狀聚合物粒子、熱活化的潛在性環(huán)氧基固化劑、高軟化點(diǎn)聚合物粒子及導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電材料。另外,下述專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種各向異性導(dǎo)電接合劑,就該接合劑而言,將在 25°〇及2.5 111下的粘度設(shè)為η 、在25°C及20rpm下的粘度設(shè)為η2時(shí),滿足下述式(A)及式(B)050Pa · s 彡 η2 彡 200Pa · s …式(A)1. 5 彡 η 1/ η 2 彡 4. 3…式(B)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-345010號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-064330號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在利用上述各向異性導(dǎo)電材料將例如半導(dǎo)體芯片的電極和玻璃基板的電極進(jìn)行電連接時(shí),在玻璃基板上配置含有導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電材料。接著,疊層半導(dǎo)體芯片,進(jìn)行加熱及加壓。由此,使各向異性導(dǎo)電材料固化,且通過(guò)導(dǎo)電性粒子進(jìn)行電極間電連接,得到連接結(jié)構(gòu)體。就專利文獻(xiàn)1、2中記載的現(xiàn)有各向異性導(dǎo)電材料而言,將所述電極間進(jìn)行電連接時(shí),涂布在玻璃基板上的各向異性導(dǎo)電材料及該各向異性導(dǎo)電材料中含有的導(dǎo)電性粒子有時(shí)在固化前發(fā)生大幅流動(dòng)。這樣,可能無(wú)法將由各向異性導(dǎo)電材料形成的固化物層及導(dǎo)電性粒子配置在特定的區(qū)域。進(jìn)而,可能引發(fā)無(wú)法將導(dǎo)電性粒子配置在欲連接的上下電極間、 不欲連接的相鄰電極間通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電性粒子而發(fā)生電連接的問(wèn)題。這樣一來(lái),所得連接結(jié)構(gòu)體的導(dǎo)通可靠性差。本發(fā)明的目的在于提供各向異性導(dǎo)電材料、以及使用該各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法,所述各向異性導(dǎo)電材料含有導(dǎo)電性粒子,并且在用于電極間的電連接時(shí),能夠提高導(dǎo)通可靠性。解決問(wèn)題的方法從較寬層面上把握本發(fā)明時(shí),本發(fā)明提供一種含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子,且所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi)的各向異性導(dǎo)電材料。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料的某一特定方面中,所述固化性化合物包含環(huán)硫化合物。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料另一特定方面中,所述固化性化合物包含具有環(huán)氧基及硫雜丙環(huán)基中的至少一種基團(tuán)、并具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。優(yōu)選本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料在25°C及2. 5rpm下的粘度在20 200Pa · s范圍內(nèi)。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料另一特定方面中,其經(jīng)過(guò)光照而發(fā)生固化、從而進(jìn)行B階化后的粘度在2000 35001 · s范圍內(nèi)。就本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料而言,將在25°C及2. 5rpm下的粘度設(shè)為η 1、并將 25°C及5rpm下的粘度設(shè)為η 2時(shí),優(yōu)選所述η 2為201 · s以上且2001 · s以下,且所述 nl與所述n2之比(η1/η2)為0. 9以上且1. 1以下。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料的另一特定方面中,所述固化性化合物包含結(jié)晶性化合物。本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體具備第1連接對(duì)象部件、第2連接對(duì)象部件、將該第1、第2連接對(duì)象部件電連接的連接部,所述連接部由按照本發(fā)明構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料固化而形成。另外,從較寬層面上把握本發(fā)明時(shí),本發(fā)明提供連接結(jié)構(gòu)體的制造方法,該方法包括在第1連接對(duì)象部件的上表面涂布各向異性導(dǎo)電材料,形成各向異性導(dǎo)電材料層的工序;通過(guò)對(duì)所述各向異性導(dǎo)電材料層進(jìn)行光照,使所述各向異性導(dǎo)電材料層發(fā)生固化,從而對(duì)所述各向異性導(dǎo)電材料層進(jìn)行B階化,使其粘度在2000 3500Pa · s范圍內(nèi)的工序;以及,在經(jīng)過(guò)B階化的各向異性導(dǎo)電材料層的上表面進(jìn)一步疊層第2連接對(duì)象部件的工序,其中,作為所述各向異性導(dǎo)電材料,使用含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子,且所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi)的各向異性導(dǎo)電材料。發(fā)明的效果本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料由于含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑和導(dǎo)電性粒子,因此能夠通過(guò)光的照射及加熱而使各向異性導(dǎo)電材料固化。例如,通過(guò)光的照射或加熱使各向異性導(dǎo)電材料半固化后,通過(guò)進(jìn)行熱固化或光固化,能夠使各向異性導(dǎo)電材料固化。因此,通過(guò)在涂布后的適當(dāng)時(shí)期對(duì)各向異性導(dǎo)電材料實(shí)施光照或賦予熱,能夠抑制各向異性導(dǎo)電材料及該各向異性導(dǎo)電材料中含有的導(dǎo)電性粒子的流動(dòng)。因此,能夠?qū)⒂筛飨虍愋詫?dǎo)電材料形成的固化物層及導(dǎo)電性粒子配置于特定區(qū)域。另外,本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及
4導(dǎo)電性粒子,并且所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi),因此,在將本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料用于電極間的電連接時(shí),能夠提高導(dǎo)通可靠性。例如,能夠使欲連接的上下電極間通過(guò)導(dǎo)電性粒子而容易地連接,并且能夠抑制不欲連接的相鄰電極間通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電性粒子而發(fā)生連接。在本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,由于通過(guò)對(duì)各向異性導(dǎo)電材料層進(jìn)行光照,使所述各向異性導(dǎo)電材料層固化,使所述各向異性導(dǎo)電材料層發(fā)生B階化、并使其粘度在2000 3500 范圍內(nèi),因此能夠抑制各向異性導(dǎo)電材料層及該各向異性導(dǎo)電材料層中含有的導(dǎo)電性粒子的流動(dòng)。因此,能夠?qū)⒂筛飨虍愋詫?dǎo)電材料形成的固化物層及導(dǎo)電性粒子配置在特定區(qū)域。這樣,在將第1、第2連接對(duì)象部件的電極間電連接時(shí),能夠提高導(dǎo)通可靠性。例如,能夠使欲連接的上下電極間通過(guò)導(dǎo)電性粒子而容易地連接,并且能夠抑制不欲連接的相鄰電極間通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電性粒子而發(fā)生連接。
圖1為部分截取正面截面圖,其模式性地示出了使用本發(fā)明的一實(shí)施方式的各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體。圖2(a) (C)為部分截取正面截面圖,其對(duì)使用本發(fā)明一實(shí)施方式的各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的各工序進(jìn)行了說(shuō)明。圖3(a)及(b)為模式性的主視圖,其用于對(duì)在使用本發(fā)明一實(shí)施方式的各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,使用具備給料器和光照射裝置的復(fù)合裝置形成經(jīng)過(guò) B階化的各向異性導(dǎo)電材料層的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖4(a)及(b)為模式性的主視圖,其用于對(duì)經(jīng)過(guò)B階化的各向異性導(dǎo)電材料層的形成方法的變形例進(jìn)行說(shuō)明。符號(hào)說(shuō)明1...連接結(jié)構(gòu)體2. · ·第1連接對(duì)象部件2a...上表面2b···電極3...固化物層(連接部)3a...上表面3A...各向異性導(dǎo)電材料層3B...經(jīng)過(guò)B階化的各向異性導(dǎo)電材料層4...第2連接對(duì)象部件4a...下表面4b...電極5··.導(dǎo)電性粒子11···復(fù)合裝置12...給料器12a...注射器12b...把持部
13...光照射裝置13a...光照射裝置主體13b...光照射部21...光照射裝置21a...光照射裝置主體21b...光照射部31...載物臺(tái)
具體實(shí)施例方式以下,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料100重量%中,所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi)。首先,對(duì)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料中含有的各成分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。(固化性化合物)所述固化性化合物沒(méi)有特別限制。作為所述固化性化合物,可以使用以往公知的固化性化合物。所述固化性化合物可僅使用1種,也可將2種以上組合使用。作為所述固化性化合物,可以列舉光及熱固化性化合物、光固化性化合物、以及熱固化性化合物。所述光及熱固化性化合物具有光固化性和熱固化性。所述光固化性化合物具有例如光固化性、且不具有熱固化性。所述熱固化性化合物不具有例如光固化性、且具有熱固化性。所述固化性化合物包含光及熱固化性化合物、或者包含光固化性化合物和熱固化性化合物。所述固化性化合物包含所述光及熱固化性化合物的情況下,所述固化性化合物可以不含有光固化性化合物及熱固化性化合物中的至少一種,也可以除了所述光及熱固化性化合物外,還含有光固化性化合物及熱固化性化合物中的至少一種。所述固化性化合物不含有所述光及熱固化性化合物的情況下,所述固化性化合物含有光固化性化合物和熱固化性化合物。從易于控制各向異性導(dǎo)電材料的固化方面考慮,優(yōu)選所述固化性化合物包含所述光及熱固化性化合物、光固化性化合物及熱固化性化合物中的至少一種,或者包含光固化性化合物和熱固化性化合物。更優(yōu)選所述固化性化合物包含光固化性化合物和熱固化性化合物。所述固化性化合物沒(méi)有特別限制。作為所述固化性化合物,可以列舉環(huán)氧化合物、環(huán)硫化合物、(甲基)丙烯酸化合物、酚化合物、氨基化合物、不飽和聚酯化合物、聚氨酯化合物、有機(jī)硅化合物及聚酰亞胺化合物等。所述(甲基)丙烯酸表示丙烯酸或甲基丙烯酸。組合使用光固化性化合物和熱固化性化合物的情況下,光固化性化合物和熱固化性化合物的用量可根據(jù)光固化性化合物和熱固化性化合物的種類適當(dāng)調(diào)整。就本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料而言,以重量比計(jì),優(yōu)選以1 99 90 10的比例、更優(yōu)選以5 95 60 40的比例、進(jìn)一步優(yōu)選以20 80 40 60的比例含有光固化性化合物和熱固化性化合物。從易于將所述η 2及所述比(η1/η2)控制在所述范圍內(nèi)的方面考慮,優(yōu)選所述固化性化合物含有結(jié)晶性樹(shù)脂。所述結(jié)晶性樹(shù)脂沒(méi)有特別限定,具有結(jié)晶性即可。作為所述結(jié)晶性樹(shù)脂,可以列舉例如萘骨架結(jié)構(gòu)上具有所述光及熱固化性官能團(tuán)的樹(shù)脂、以及間苯二酚骨架結(jié)構(gòu)上具有所述光及熱固化性官能團(tuán)的樹(shù)脂等。從易于將所述η 2及所述比(η1/η2)控制在所述范圍內(nèi)的方面考慮,在所述固化性化合物100重量份中,所述結(jié)晶性樹(shù)脂含量的優(yōu)選下限為80重量份、更優(yōu)選下限為90
重量份。[熱固化性化合物]從易于控制各向異性導(dǎo)電材料的固化、進(jìn)一步提高連接結(jié)構(gòu)體的導(dǎo)通可靠性方面考慮,優(yōu)選所述固化性化合物含有環(huán)氧化合物及環(huán)硫化合物(含有硫雜丙環(huán)基的化合物) 中的至少一種、更優(yōu)選含有環(huán)硫化合物。從提高各向異性導(dǎo)電材料的固化性方面考慮,在所述固化性化合物100重量份中,所述環(huán)硫化合物含量的優(yōu)選下限為10重量份、更優(yōu)選下限為20重量份,優(yōu)選上限為50重量份、更優(yōu)選上限為40重量份。優(yōu)選所述環(huán)氧化合物及所述環(huán)硫化合物分別具有芳香環(huán)。作為所述芳香環(huán),可以列舉苯環(huán)、萘環(huán)、蒽環(huán)、菲環(huán)、并四苯環(huán)、1環(huán)、苯并菲環(huán)、苯并蒽環(huán)、芘環(huán)、并五苯環(huán)、茜環(huán)及二萘嵌苯環(huán)等。其中,優(yōu)選所述芳香環(huán)為苯環(huán)、萘環(huán)或蒽環(huán),更優(yōu)選為苯環(huán)或萘環(huán)。由于環(huán)硫化合物具有硫雜丙環(huán)基而不具有環(huán)氧基,因此能夠在低溫下迅速固化。 也就是說(shuō),與具有環(huán)氧基的環(huán)氧化合物相比,具有硫雜丙環(huán)基的環(huán)硫化合物由于硫雜丙環(huán)基的作用,能夠在更低溫度下固化。從能夠在低溫下更迅速固化方面考慮,優(yōu)選所述環(huán)硫化合物具有下述式(1)、(2)、 (5)、(7)或⑶表示的結(jié)構(gòu),更優(yōu)選具有下述式⑴或(2)表示的結(jié)構(gòu)。[化學(xué)式1]
R3
I…式⑴
R4 "xJ^xRe R5在上述式(1)中,Rl及R2各自表示碳原子數(shù)1 5的亞烷基,R3、R4、R5及R6這 4個(gè)基團(tuán)中的2 4個(gè)基團(tuán)表示氫,R3、R4、R5及R6中不是氫的基團(tuán)表示下述式(3)所示基團(tuán)。上述式(1)中的R3、R4、R5及R6這4個(gè)基團(tuán)可以全部為氫。也可以是R3、R4、R5 及R6這4個(gè)基團(tuán)中的1個(gè)或2個(gè)表示下述式C3)所示基團(tuán),且R3、R4、R5及R6這4個(gè)基團(tuán)中不為下述式(3)所示基團(tuán)的基團(tuán)為氫。[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.一種各向異性導(dǎo)電材料,其含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子,其中,所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性導(dǎo)電材料,其中,所述固化性化合物包含環(huán)硫化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性導(dǎo)電材料,其中,所述固化性化合物包含具有環(huán)氧基及硫雜丙環(huán)基中的至少一種基團(tuán)、并具有(甲基)丙烯?;墓袒曰衔?。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的各向異性導(dǎo)電材料,其中,所述固化性化合物包含具有環(huán)氧基及硫雜丙環(huán)基中的至少一種基團(tuán)、并具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電材料,其在25°C及2.5rpm下的粘度在20 200Pa · s范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電材料,其經(jīng)過(guò)光照而發(fā)生固化、從而進(jìn)行B階化后的粘度在2000 35001 · s范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電材料,其中,將在25°C及2.5rpm 下的粘度設(shè)為nl、并將25°c及5rpm下的粘度設(shè)為η 2時(shí),所述η 2為20 · s以上且 200 · s以下,并且,所述η 與所述η 2之比即η 1/η 2為0. 9以上且1. 1以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的各向異性導(dǎo)電材料,其中,所述固化性化合物包含結(jié)晶性化合物。
9.一種連接結(jié)構(gòu)體,其具備第1連接對(duì)象部件、第2連接對(duì)象部件、以及將該第1連接對(duì)象部件和第2連接對(duì)象部件電連接的連接部,所述連接部由權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電材料固化而形成。
10.一種連接結(jié)構(gòu)體的制造方法,該方法包括在第1連接對(duì)象部件的上表面涂布各向異性導(dǎo)電材料,形成各向異性導(dǎo)電材料層的工序;通過(guò)對(duì)所述各向異性導(dǎo)電材料層進(jìn)行光照,使所述各向異性導(dǎo)電材料層發(fā)生固化,從而對(duì)所述各向異性導(dǎo)電材料層進(jìn)行B階化,使其粘度在2000 3500 · S范圍內(nèi)的工序; 以及,在經(jīng)過(guò)B階化的各向異性導(dǎo)電材料層的上表面進(jìn)一步疊層第2連接對(duì)象部件的工序, 其中,作為所述各向異性導(dǎo)電材料,使用含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子,且所述導(dǎo)電性粒子的含量在1 19重量%范圍內(nèi)的各向異性導(dǎo)電材料。
全文摘要
本發(fā)明提供各向異性導(dǎo)電材料、以及使用該各向異性導(dǎo)電材料的連接結(jié)構(gòu)體,所述各向異性導(dǎo)電材料含有導(dǎo)電性粒子,其在用于電極間的電連接時(shí),能夠提高導(dǎo)通可靠性。本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料含有固化性化合物、熱固化劑、光固化引發(fā)劑及導(dǎo)電性粒子。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電材料100重量%中,該導(dǎo)電性粒子的含量在1~19重量%范圍內(nèi)。本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體具備第1連接對(duì)象部件(2)、第2連接對(duì)象部件(4)、以及將該第1、第2連接對(duì)象部件(2,4)電連接的連接部(3)。連接部(3)由上述各向異性導(dǎo)電材料固化而形成。
文檔編號(hào)H01R11/01GK102484326SQ201080037248
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者久保田敬士, 真原茂雄 申請(qǐng)人:積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社