專利名稱：一種在非無規(guī)單層顆粒上形成涂層的方法以及用該方法制備的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂敷顆粒的方法和一種在排列的單層顆粒上形成涂層的方法，以及用這些方法形成的產(chǎn)品，其中，所述排列的單層顆?？梢允钦澈系男问交蛘哳A(yù)先在薄膜上形成。其均勻分開的顆?，F(xiàn)在已經(jīng)用導(dǎo)電的相互連接的材料，如釬料涂敷，涂敷的粘合劑和薄膜具有各向異性的導(dǎo)電路徑和增強(qiáng)的相互連接能力，這在許多商業(yè)用途中，如在電子工業(yè)中，特別有吸引力。
小型化電子器件的出現(xiàn)已經(jīng)刺激了許多技術(shù)以及用于電相互連接的器件的發(fā)展，許多電相互連接器件在組裝過程中使用規(guī)則形狀的金屬顆粒。
小型化球形網(wǎng)格排列(“BGA”)的趨勢起始于20世紀(jì)60年代，是由國際商業(yè)機(jī)器公司(“IBM”)通過其可控的折疊芯片連接法(“C4法”)開始。C4法開始時(shí)使用直徑約1000微米的高度規(guī)則銅微球排列，隨后無電極電鍍鎳，然后鍍金[見美國專利No.3,303,393(Hymes)和P.A.Totta和R.P.Sopher,IBM J.RES.Devel.(IBM研究開發(fā)期刊)，226(1969)]。
用于BGA和所謂μBGA的微球的發(fā)展目前尋找直徑小到100微米的球，并且精確控制顆粒直徑分布(或分散性)。在具有窄分布顆粒直徑的規(guī)則固態(tài)金和固態(tài)釬料微球的生產(chǎn)中，已經(jīng)認(rèn)識到了熔融金屬和合金的表面張力性質(zhì)[見K.Tatsumi等人Int’l Pack’g Strategy Symp.(國際封裝戰(zhàn)略研討會)’96,4-1,Kudan Kaikkan Japan(1996)]。這樣直徑的金球?qū)迳咸囟ㄎ恢玫母街ǔＰ枰鲱w粒吸引到尺寸較小(相對于球的直徑)的孔的模板上，隨后用圖像系統(tǒng)獲得在基板電極圖形上的排列。所述金球本身通過熱壓縮結(jié)合到基板上，相反，釬料顆粒結(jié)合到預(yù)先涂有釬劑的電極基板上。
一般來說，微電子工業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的表面安裝技術(shù)(“SMT”)(使用帶有周邊針型引線的封裝集成電路(“IC”))發(fā)展到更先進(jìn)的、已經(jīng)眾所周知的技術(shù)，如BGA，芯片規(guī)?；蛐酒叽绲姆庋b(“CSP”)，和現(xiàn)在的直接芯片連接(“DCA”)或倒焊芯片(“FC”)。
CSP使用連線(如輸入/輸出或“i/o”)的密集排列連接到IC、BGAs或針柵排列(“PGA”)，取決于所述i/o是否由金屬球或金屬針用于連線。對于小型化電子器件，CSP能使在較小空間內(nèi)的相互連接密度高于SMT。因此，使得所得器件能夠更薄并且與帶基制造方法更匹配，類似于帶自動(dòng)結(jié)合(“TAB”)工藝。
DAC或FC涉及裸IC面朝下向著基板的直接安裝。在某些場合，F(xiàn)C使用微釬料連接中間電流到所述IC或主板上并且從IC或者主板連出來。所述釬料回流到在制造過程中已經(jīng)在所述芯片上形成的金屬化的凸起上，當(dāng)然，在許多實(shí)例中，可以使用熱壓縮的金連接代替回流的釬料。
通過這樣的微接頭連接到IC上的芯片通過用耐用的粘合劑(以液體形式使用)充滿(沒有被離散的微釬料連接占據(jù)的)在所述芯片之下的空間保持或增大其連接的集成度，所述粘合劑通過毛細(xì)管作用進(jìn)入到所述芯片下面，隨后固化成耐用的固體。所形成的固體用于把芯片結(jié)合在所述主板上并且防止微觀電連接。沒有這樣的底部填料密封劑，通過DCA或FC連接的芯片趨于出現(xiàn)更高的失效率。
各向異性導(dǎo)電粘合劑(“ACA”)和各向異性導(dǎo)電粘合劑薄膜(“ACF”)用于電子器件，如FC，的連接是眾所周知的。[見J.H.Lau,F1ip ChipTechnologies(倒焊技術(shù))，McGraw-Hill,NY,Ch.8-10(1995)，和國際專利申請WO 95/20820，它們的每一篇在本文中引作參考]。當(dāng)然，用ACA/ACF技術(shù)，不再需要底部填料密封劑以提供上面參考的芯片結(jié)合、密封、和沖擊吸收性能的附加優(yōu)點(diǎn)。
ACAs和ACFs在其與導(dǎo)電填料配合或制備過程中加入(約10％wt/wt的含量)。這些填料典型的是先用鎳后用金涂敷或者直接用鎳涂敷的柔性交聯(lián)聚合物微球。后者可以進(jìn)一步經(jīng)過無電極電鍍金屬，如銅、鈀、鉑等。這些球在商業(yè)上在一定的尺寸范圍內(nèi)制造，但是在每個(gè)尺寸范圍內(nèi)，顆粒直徑是非常精確的，僅變化一個(gè)微米的幾分之一(因此可以認(rèn)為是“單分散的”)。但是，不能從商業(yè)上獲得帶有一種材料，如釬料的涂層的這樣的球。
關(guān)于直徑范圍的控制和精確度，以及球的柔韌性和這樣的柔韌性的控制，金屬涂敷的聚合物球優(yōu)于實(shí)心金屬球。
在這些產(chǎn)品中高精度控制球直徑的能力是其制造方式的結(jié)果。典型地，所述球從聚合物晶種中生長，所述生長反應(yīng)精確地終止，從而在分子水平上通過晶胞的長大控制顆粒幾何形狀。然后使這樣的聚合物球經(jīng)過化學(xué)處理增強(qiáng)通過無電極電鍍的薄金屬晶種涂層(通常是鎳)的結(jié)合力。然后在鎳晶種層上無電極電鍍金。無電極電鍍一般最多沉積厚度為約500_的金屬層；對于任何有意義厚度的金屬涂層沉積，它都不是商業(yè)上使用的方法。此外，到目前為止，還不認(rèn)為通過無電極技術(shù)可以以商業(yè)上使用的方式把釬料或樹脂材料涂敷到這樣的球上。
增強(qiáng)聚合物顆粒導(dǎo)電性的其它方法包括用導(dǎo)電材料摻雜其芯材，如銀填充的熱塑性樹脂。[見美國專利No.5,531,942，(Gilleo)]。金屬合金的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于熱塑性樹脂的熔點(diǎn)；因此，用釬料連接的電子器件的熱性能優(yōu)于用金屬填充熱塑性樹脂的電子器件，尤其是在更多要求的應(yīng)用中。
在金屬導(dǎo)體上點(diǎn)焊有釬料的排列是已知的。[見美國專利No.5,681,647(Cailllat)]。但是，在美國專利No.5,681,647中描述的系統(tǒng)通過復(fù)雜的工藝生產(chǎn)，涉及金屬的陰極濺射、多層薄膜沉積、平板印刷和電鍍。這樣一種復(fù)雜方法可能在商業(yè)上是沒有吸引力的，至少是因?yàn)槠湓S多的工藝步驟，并且由于所描述的方法的熱敏感性，限制了可獲得的化學(xué)品的選擇。
然而，金屬涂敷聚合物也有缺點(diǎn)，包括由于存在少量的導(dǎo)電材料而產(chǎn)生的其典型的有限載流能力。傳統(tǒng)用于涂敷聚合物球的金屬是不易熔的，因此，不能潤濕基板的金屬化部分來產(chǎn)生有效的連接。雖然在帶有薄金屬涂層的顆粒上的低載流能力可能通過增大顆粒密度克服，但是更好的解決方案是在所述顆粒上涂敷更有利的導(dǎo)電涂層?？扇鄣慕饘俸辖穑玮F料的涂層仍然是更好的。
在電子應(yīng)用中，如BGA，對金屬涂敷球有大的商業(yè)需求，因?yàn)樗兄饕奈㈦娮悠骷圃焐逃心承┓N類的BGA基器件。在可以制造更小的、單分散的帶有一種可熔的金屬表面的球的情況下，相信這種需求會進(jìn)一步增大。
因此，希望顆粒具有金屬涂敷的聚合物球的優(yōu)點(diǎn)以及導(dǎo)電性能和其它性能，如金屬涂層的可熔性。
盡管該技術(shù)有一些發(fā)展，但是仍然希望提供涂敷的微顆粒，以及增強(qiáng)在ACA/ACF技術(shù)中所用的顆粒的相互連接能力。
本發(fā)明提供在單層顆粒上形成涂層的方法，以及用所述方法制造的產(chǎn)品。
本發(fā)明還提供用于在排列的單層顆粒上形成涂層的方法，所述顆粒排列通過使用固化的粘性層保持在原位。這些方法使用其中分散所述顆粒的可固化基質(zhì)，并且所述可固化基質(zhì)部分通過所述液膜固化形成薄固體膜。所形成的薄膜保持所述顆粒在原位，但是不能全部包圍所述顆粒。因此，所述顆粒(現(xiàn)在保持在原位)適合于用適當(dāng)選擇的材料涂敷。
本發(fā)明還提供從這種含有涂敷顆粒的可固化基質(zhì)產(chǎn)生薄膜的方法，這里，所述顆粒保持并包含在一種額外的薄膜中。在這些方法中，所述單層顆粒用大體包圍并固定保持所述顆粒在原位的薄膜形成材料充填。
通過本發(fā)明的方法，通過簡單的方法生產(chǎn)了精確直徑的涂敷的聚合物顆粒，其中，所述顆粒在一種基板平面上相互隔開，并且在所述平面上形成非無規(guī)分布圖形。在本發(fā)明的方法的一個(gè)特別要求的方面，在一種使得所述顆粒以均勻的方式初始分散成為可能的方法中獲得了現(xiàn)存的金屬涂敷的聚合物球的波焊涂層，能使單個(gè)顆粒涂層具有通過所述涂層材料的最小的顆粒間橋連。在本發(fā)明的方法中，在一種容易的在線方法中，可以在所述顆粒上產(chǎn)生要求的形貌，如尖峰。這樣的形貌在獲得有利的相互連接性能方面特別有用，這可能至少在電子工業(yè)中是商業(yè)上要求的。
因此，本發(fā)明是有利的，因?yàn)樗峁┝擞靡环N材料，如釬料，涂敷顆粒，特別是微顆粒的方法，否則這種涂敷是不實(shí)用的，這使得本發(fā)明形成的產(chǎn)品更有優(yōu)勢。因此，通過本發(fā)明的材料涂敷方法，改進(jìn)了這樣的顆粒的單層的表面性質(zhì)，使得所述顆粒更適用于現(xiàn)存的或新的電子應(yīng)用，如在CSP和FC技術(shù)中。
也就是說，本發(fā)明涉及一種用各種涂層材料涂敷單個(gè)微顆粒(其直徑范圍為約5微米到最大約1000微米)表面的在線方法，可以用本發(fā)明的方法控制所選擇的涂層材料的厚度和表面形貌。實(shí)際上，本發(fā)明的方法可以用一種在線的、快速的、連續(xù)并容易的方法用各種材料涂敷顆粒。
通過閱讀“本發(fā)明的詳細(xì)描述”以及附圖將更全面的理解本發(fā)明。


圖1是表示單個(gè)分開的18微米金涂敷聚合物球的表面形貌的750倍電子顯微圖像，所述的球隨后根據(jù)本發(fā)明的方法用錫鉛釬料涂敷。
本發(fā)明詳細(xì)描述廣義地說，本發(fā)明涉及顆粒表面改性使得所改性的顆粒更通用，尤其是在電子工業(yè)的用途中，如用CSP和FC技術(shù)。
也就是說，本發(fā)明涉及一種用各種涂層材料涂敷單個(gè)微顆粒(其直徑范圍為約5微米到最大約1000微米)表面的在線方法，可以用本發(fā)明的方法控制所選擇的涂層材料的厚度和表面形貌。
更具體地，本發(fā)明涉及一種涂敷獨(dú)立顆粒的方法，所述方法的步驟包括(a)對基板涂敷一種可固化鐵磁流體(ferrofluid)組合物，以便形成一種厚度小于兩個(gè)獨(dú)立顆粒直徑的厚度的薄膜。所述可固化鐵磁流體組合物包括(ⅰ)在一種非磁性載體液體中的鐵磁性顆粒的膠體懸浮液，以及(ⅱ)獨(dú)立的顆粒；(b)使(a)中的薄膜經(jīng)過磁場足夠的時(shí)間，使所述薄膜中的獨(dú)立顆粒以非無規(guī)形式排列；(c)把(b)中的磁場激勵(lì)的薄膜暴露在至少部分固化所述薄膜的有利條件下并把所述獨(dú)立的顆粒結(jié)合在所述基板上的；(d)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物；
(e)使所束縛的非無規(guī)獨(dú)立顆粒在進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的有利條件下經(jīng)過一種涂層材料。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在單層非無規(guī)排列的顆粒上形成一種涂層的方法。所述方法包括下列步驟對一種基板涂敷一種可固化鐵磁流體組合物，所述組合物含有至少在其一個(gè)方向上顆粒尺寸至少為1微米的顆粒；使所述含有顆粒的可固化鐵磁流體組合物經(jīng)過一個(gè)磁場足夠的時(shí)間使得所述組合物中的顆粒以非無規(guī)的方式排列；把其中含有排列的顆粒的組合物經(jīng)過一個(gè)適合于進(jìn)行所述可固化鐵磁流體組合物聚合的能源足夠的時(shí)間，來進(jìn)行所述可固化鐵磁流體組合物層的聚合，所述的層的厚度不大于最大顆粒的高度的50％；如果有任何未固化的鐵磁流體組合物，除去這些未固化的鐵磁流體組合物；使所束縛的非無規(guī)獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，在上述的方法中，在把所述可固化組合物暴露于所述能源的過程中，可以在所述能源和所述可固化組合物中間放置一個(gè)屏蔽。所述屏蔽有一些面積允許能量通過，其它面積阻礙能量的通過。
另外，其上面涂敷所述可固化組合物或可固化鐵磁流體組合物(合適的)的基板有一些面積允許能量通過，有些面積阻礙能量通過。因此，當(dāng)所述能源在所述基板對著所述可固化組合物的反面時(shí)，所述基板本身可以作為屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明，所述可固化組合物(或可固化鐵磁流體組合物)可以以一種方式涂敷到所述基板上，例如通過絲網(wǎng)印刷或者模板印刷，或者通過傳統(tǒng)的涂敷技術(shù)。
在本發(fā)明中所用的顆粒(“獨(dú)立的顆?！?的顆粒尺寸在其至少一個(gè)方向上應(yīng)該為至少1微米。
在本發(fā)明的方法中，所述獨(dú)立顆粒應(yīng)該以規(guī)則的形式單層排列。這種規(guī)則形式可以定義為非無規(guī)的，并且有利的是一種有序排列。
所述獨(dú)立顆粒應(yīng)該是導(dǎo)電顆粒，如金屬顆粒或金屬涂敷顆粒等導(dǎo)電顆粒。在本發(fā)明中可以使用各種顆粒類型和形狀。
由于在微電子器件相互連接中所用的金屬種類根據(jù)器件的種類、要求的性能、基板的種類、制造工藝等變化很大，所以，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多金屬可以用在相互連接器件中。
例如，在這方面，金屬，如金、銅、鉑等，或者金屬合金，如許多市售的釬料種類是非常適合的。在導(dǎo)電粘性相互連接材料中，例如，還廣泛使用了金屬和金屬合金與有機(jī)材料的組合。在這樣的材料中的金屬填料也可以是固態(tài)的純金屬、合金、金屬涂敷的聚合物球或者在每個(gè)顆粒中分散導(dǎo)電金屬顆粒的規(guī)則聚合物顆粒。
可以根據(jù)本發(fā)明的方法涂敷的要求類型的顆?？梢詮腟ekisui(日本)以MICROPEARL的商標(biāo)以及從Dyno A.S.(挪威)以商標(biāo)DYNOSPHERES購得。一種特別合適類型的顆粒是由Sekisui Fine Chemical Co,Osaka,Japan以商標(biāo)AU212提供的金涂敷球形聚苯乙烯顆粒。據(jù)報(bào)告，這些顆粒的平均直徑為11.5微米，當(dāng)在3.3Mpa的壓力下在Z軸上壓縮時(shí)，并表現(xiàn)出10.5微米的Z軸方向尺寸，即壓縮比(Z/X)為0.79，對應(yīng)于Z軸方向的8.7％的壓縮。
熟悉該技術(shù)的那些人應(yīng)該認(rèn)識到在本文所提出的哪些內(nèi)容之外的由本發(fā)明提供的更有利的機(jī)會。因此，應(yīng)該選擇對于預(yù)定結(jié)果合適的顆粒，例如，碳、碳黑、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵和陶瓷材料作為核心，在其表面上涂敷一種合適的金屬表面；以及銀、銅、金、鎳等用于導(dǎo)電。也可以使用合金作為導(dǎo)電顆粒。
對于電子用途，所述顆粒應(yīng)該是導(dǎo)電的，并且大體是非磁性的。
本文所用的術(shù)語非磁性是指每個(gè)顆粒沒有明顯的凈磁偶極子。具有“非磁性”芯的顆粒可以具有一種金屬涂層(如鎳)，其性質(zhì)是鐵磁性的。但是由于涂層的體積小，單位體積顆粒的凈磁矩是不明顯的。大體非磁性的顆粒一般對環(huán)境的磁場沒有響應(yīng)，所述環(huán)境本身不易受磁場影響，如非鐵磁性液體介質(zhì)。合適的顆粒可以完全由導(dǎo)電材料構(gòu)成；或者可以具有非磁性非導(dǎo)電性內(nèi)核，如聚苯乙烯等熱塑性材料或者玻璃，涂有導(dǎo)電金屬，如鎳、銀或金。也可以使用導(dǎo)電材料的內(nèi)核，如石墨或金屬。所述內(nèi)核任選地可以是空心的，如空心玻璃球，帶有導(dǎo)電材料的外涂層。也可以使用碳纖維的顆粒。
理想地，所述顆粒應(yīng)該具有在1-300微米范圍內(nèi)的顆粒尺寸。球形顆粒是理想的，但是其它橢球形、長形、圓柱形、規(guī)則形狀如立方或纖維結(jié)構(gòu)也可以使用。對于球形顆粒，在約2-100微米范圍內(nèi)的直徑是理想的，如約2-50微米，特別是約5-30微米或約5-20微米。
對于有大尺寸(長軸)和小尺寸(短軸)的顆粒來說，所述大尺寸理想的是在約2-300微米，小尺寸理想的是在約2-100微米范圍內(nèi)，如約2-50微米，特別是約5-30微米或約5-20微米，長徑比在15/1-1/1的范圍內(nèi)，更特別地為10/1-1/1。
在纖維結(jié)構(gòu)的情況下，長徑比最大為50/1可能是可以接受的。如果使用，纖維應(yīng)該具有大致均勻的長度(例如，圓柱體的形式)并且排列使其長軸與所述基板正交。
最大的顆粒(獨(dú)立的顆粒)是單分散的，通常具有至少2微米的直徑。另外，可以使用兩組或更多組的不同尺寸但是在較大尺寸的組內(nèi)具有大體均勻尺寸的顆粒。根據(jù)本發(fā)明，所述可固化組合物也可以含有一種或多種顆粒尺寸在0.1-1微米范圍內(nèi)的填料。
在本文所述的方法中，所述顆粒進(jìn)入所述粘性薄膜的穿透深度通常不大于最大顆粒的約25％，理想地約10％，即，垂直于所述粘性薄膜的平面的尺寸。
當(dāng)所述顆粒具有大體均勻的尺寸時(shí)，相對于所述顆粒的平均直徑測量所述固化層的高度。當(dāng)本文所用的術(shù)語“直徑”相對于非球形顆粒時(shí)，它是指垂直于所述基板的尺寸。
用于所排列顆粒的涂層的材料一般可以是易熔的金屬合金，釬料是特別理想的，以及能夠在高于約150℃液化的其它材料，如熱塑性材料、相對熱熔體、環(huán)氧樹脂、氰酸酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯以及它們的合適的混合物。
直徑變化在1微米的幾分之一并且在一定范圍尺寸內(nèi)具有可得性的容易控制直徑的釬料單球在商業(yè)上是不能獲得的。即使能夠獲得這樣的顆粒，由于這樣的通常為鉛基的金屬合金的高密度，它們也難以以高度均勻的方式排列。實(shí)心釬料顆粒的高密度會使所述顆粒傾向于在所述可固化鐵磁流體組合物中沉淀。尤其是在本發(fā)明中所用的那些低粘度的組合物中(室溫下一般為100cps或更小)。
關(guān)于所述獨(dú)立顆粒的釬料涂敷過程，可以控制所述釬料涂敷過程，以便在所述顆粒的表面形成大體均勻的釬料涂層，或者一種由于排列的顆粒形式被束縛其上的基板相對于所述釬料波的相對運(yùn)動(dòng)以及涂敷的顆粒在穿過所述的波冷卻到室溫的速率形成的尖頂形貌。
也就是說，用釬料反涂敷預(yù)先分離的金屬涂敷球克服了這個(gè)問題。首先建立顆粒的初始排列，在這種情況下，使用具有良好確定的幾何形狀的較輕顆粒。然后可以波焊這樣分離的顆粒，在其熔融態(tài)的釬料等材料選擇性潤濕在單個(gè)的金屬涂敷顆粒上(如金涂敷球)而沒有大范圍的材料橋接。這種選擇性潤濕可能是由于初始金屬化的顆粒的非無規(guī)分散形式。
在所述顆粒表面而不是所希望的那樣獲得一種形貌的情況下，所述釬料可以回流。用這種方式，初始尖頂?shù)男蚊部梢赞D(zhuǎn)變?yōu)榇篌w均勻的釬料涂層。這種釬料回流可以在所述釬料涂敷的排列的顆粒轉(zhuǎn)移到經(jīng)過金屬化的基板上之前或之后進(jìn)行。
在所排列的顆粒接觸釬料之前，理想地應(yīng)該進(jìn)行一個(gè)涂釬劑的步驟。在這樣一個(gè)步驟中，使一種清洗和潤濕劑(如異丙醇中的松香)與所述顆粒接觸，增強(qiáng)釬料對涂釬劑的顆粒(或松香涂層，取決于涂敷材料)的粘性。應(yīng)該在經(jīng)過所述涂敷材料，如所述的釬料波之前干燥所述涂釬劑的顆粒。
可以通過顆粒尺寸和濃度并通過所述鐵磁流體組合物的濃度和磁場強(qiáng)度的激勵(lì)控制顆粒的分散。材料涂敷厚度，特別是在易熔金屬合金涂層的情況下，可以通過顆粒上的初始金屬化、涂釬劑工藝、釬料種類、在波中的膨脹時(shí)間、波的幾何形狀、通過波的次數(shù)等來控制。
具有所謂精確的釬料體積和尺寸的釬料預(yù)型體是可以購得的并且在本文中找到了用途。從許多合金獲得的釬料球是普通市售的預(yù)型體，例如，Indium Corporation of America,New York，該公司的球具有約760微米±100微米的最小直徑。這樣的材料非常適合于用于SMT中的印刷的釬料糊狀物中的應(yīng)用。Bow Solder Products Co.,The CanfieldMetals Group(新澤西)的一個(gè)分公司，也提供各種釬料產(chǎn)品，其中一些的直徑范圍為約125微米到最大為幾個(gè)毫米。同樣可以從Bow購得的是其它類型的金屬球，典型的直徑范圍為幾個(gè)毫米，用銀、金、銅等以及釬料涂敷的這些金屬球制成。
對于熟悉該技術(shù)的那些人來說，還知道許多的釬料合金。銦基釬料對于本文的應(yīng)用是特別理想的，這里，所述釬料波焊到預(yù)先形成的金涂層上。這樣的釬料表現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn)，如增強(qiáng)了潤濕性和陳化性能。
許多專門的釬料合金是可以購得的，如與鎘、銅、金、銦、錫、銀、銻和鉛的合金。這樣的商業(yè)預(yù)型釬料球被用于SMT和BGA用途中的釬料糊狀物中。然而，任何直徑的單分散釬料球，或者直徑小于100微米的釬料涂敷球是不能從Bow購得的，并且認(rèn)為不能從任何供應(yīng)商購得。
所形成的涂敷的、束縛的、排列的單層顆粒隨后可以從所述的支撐基板除去，并直接用在相互連接的器件中。另外，所束縛的排列顆?？梢杂米髟谒鲚d體基板上的方便的備用料來計(jì)量出很好確定的所述顆粒量。也可以把在其基板上的所述涂敷的顆粒與電子器件并置，在器件加工過程中，通過回流把釬料的微觀沉積物轉(zhuǎn)移到芯片金屬化部分上。此外，這樣涂敷的顆?？梢杂米鞣奖愕幕鍌溆昧希糜陔S后的，例如用粘結(jié)劑進(jìn)行的涂敷。同時(shí)，這樣涂敷的顆?？梢杂糜谙蝾A(yù)成型的可固化粘性薄膜轉(zhuǎn)移，用于生產(chǎn)含有釬料和改性的均勻分散的顆粒備用料的高性能ACF型相互連接器件。
在本文所描述的方法中，其中引進(jìn)薄膜形成材料，所述薄膜形成材料可以應(yīng)用到含有顆粒的區(qū)域兩側(cè)的區(qū)域上。粘合劑的側(cè)條，用于提供導(dǎo)電粘性薄膜的額外的強(qiáng)度，所述粘合劑可以是與含有顆粒區(qū)域內(nèi)的粘性材料相同的粘合劑。因此，例如，在與液晶顯示邊緣連接中，剝離強(qiáng)度是一個(gè)特別重要的性質(zhì)，其重要程度為在運(yùn)行過程中連接到所述顯示器的柔性連接不剝離。
在某些情況下，所述薄膜不需要粘性。例如，如果所述薄膜用在兩組用于試驗(yàn)的暫時(shí)組裝的導(dǎo)體之間，但是它們不結(jié)合。然而，一般來說，希望所述薄膜形成材料含有次要的或潛在的粘合劑/固化體系，這在所述薄膜的最終使用中可活化。
所述薄膜形成材料(以及任選的所述可固化粘性層組合物)的凝固一般包括兩個(gè)階段，一個(gè)A階段和一個(gè)B階段。所述A階段或者初級凝固，具有產(chǎn)生帶有原位保持顆粒的能夠處理的薄膜的作用。所述A階段可以包括一個(gè)初級固化，例如，通過光固化、熱固化、或電子束固化。溶劑蒸發(fā)、冷卻(尤其是從熔體冷卻)、化學(xué)反應(yīng)、伴隨的物理現(xiàn)象等也是進(jìn)行使粘度增大到有效的A階段條件的可以接受的方式。
進(jìn)行固化或聚合的電磁輻射源可以合適地是任何電磁加熱輻射源，或者特別地是光化學(xué)輻射，包括紫外線(“UV”)、紅外線、可見光、X射線、γ射線、電子束或微波。應(yīng)該由熟悉該技術(shù)的那些人來選擇照射時(shí)間，取決于能源、照射條件、要求的固化深度、所述可固化組合物的性質(zhì)(如其吸收所選擇的能量的能力)以及限制所述組合物的結(jié)構(gòu)。在紫外線的情況下，約0.1-1秒的照射時(shí)間就足夠了。
理想地，所述照射時(shí)間應(yīng)該是產(chǎn)生其中保持了所述顆粒的固化材料層或薄膜所需要的最短時(shí)間。這種層或薄膜稱為“粘性層”，其中結(jié)合有所述顆粒的粘性層稱為“粘結(jié)的排列”，這兩者都可以與稱為“薄膜”的含有顆粒的薄膜區(qū)分開，雖然可能是其一部分，所述薄膜是根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的。
在所述薄膜的最終使用過程中進(jìn)行的B階段可以使用所述A階段的薄膜或涂層的熱塑性性質(zhì)，但是理想的是包括一種固化，例如，到一種熱固性條件。在通過初級固化進(jìn)行所述A階段的固化反應(yīng)時(shí)，所述B階段固化是次級固化，可以使用與所述A階段相同或不同的固化機(jī)制。
在本文所述的方法中，所述可固化鐵磁流體組合物可以涂敷到所述的基質(zhì)上，然后暴露于磁場中。在所述組合物涂敷到所述基質(zhì)上的同時(shí)，可以使所述組合物暴露于磁場中。所述組合物可以連續(xù)涂敷或者逐步涂敷。類似地，所述基質(zhì)可以連續(xù)地或者逐步地通過施加磁場的設(shè)備。
所述組合物可以使用有一個(gè)或多個(gè)磁鐵的模板或絲網(wǎng)印刷設(shè)備通過模板或絲網(wǎng)印刷涂敷到所述基質(zhì)上。
其上涂敷所述組合物的基質(zhì)可以是剛性或者柔性的。本文所用的合適的基質(zhì)的實(shí)例包括，但是不局限于，由聚乙烯醇(PVOH)、聚醚砜(“PES”)、聚酯、以及柔性玻璃-環(huán)氧樹脂組合物，例如智能卡中所用的那些，這些是透紫外線的，雖然看起來是不透明的。
為了防止所述粘性層與所述薄膜形成材料結(jié)合，一個(gè)防粘層可以形成所述的基質(zhì)和/或可以涂敷到所述粘性層上。類似地，它可以涂敷到所述薄膜表面上，遠(yuǎn)離所述的基質(zhì)，以便形成所述薄膜的堆疊或卷攏。所述防粘層本身可以是剛性的或柔性的，或者可以包括一種合適防粘材料的涂層或薄膜。
更具體地，本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在單層非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒上形成一種涂層的方法。這些方法包括下列步驟向一種基質(zhì)上涂敷一種可固化鐵磁流體組合物以及獨(dú)立的顆粒，這里，所述可固化鐵磁流體包括一種在非磁性載體液體中的鐵磁性顆粒的膠體懸浮液，以便在所述基質(zhì)上形成單層的獨(dú)立顆粒；把所述組合物暴露于合適的條件下，使其至少部分固化，形成厚度不大于最大獨(dú)立顆粒高度的50％的所述組合物層，同時(shí)由于磁場的作用，所述獨(dú)立顆粒以非無規(guī)形式排列；除去未固化的可固化鐵磁流體組合物；使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料。
并且在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及在一種薄膜中排列的單層非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒上形成一種涂層的方法。這些方法包括下列步驟向一種基質(zhì)上涂敷一種可固化鐵磁流體組合物，以便形成一種單層的獨(dú)立顆粒；把所述可固化鐵磁流體組合物暴露于一種能夠進(jìn)行所述組合物的聚合的電磁輻射源中足夠的時(shí)間，進(jìn)行所述組合物層的聚合，其厚度不大于最大獨(dú)立顆粒高度的50％，同時(shí)，由于磁場的作用，所述獨(dú)立顆粒以非無規(guī)形式排列；或者(a)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物(如果有的話)；使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒的涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料；涂敷一種液體狀態(tài)的薄膜形成材料來充滿在所形成的獨(dú)立顆粒的排列之間的空隙，并且任選地覆蓋位于所述獨(dú)立顆粒側(cè)面的基質(zhì)區(qū)域，其厚度類似于含有獨(dú)立顆粒的區(qū)域的厚度。任選地，所述薄膜形成材料可以至少部分固化；并且任選地，所形成的薄膜可以從所述的基質(zhì)上去掉；或者(b)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物(如果有的話)；使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料；在所述可固化組合物層的另一面，在所排列的獨(dú)立顆粒表面上涂敷一種粘性薄膜，所述薄膜相對于所述獨(dú)立顆粒的粘性大于所述固化組合物與獨(dú)立顆粒的粘性；把所述粘性薄膜壓在所述獨(dú)立顆粒上；并且從所述可固化鐵磁流體組合物層上分離粘有所排列的獨(dú)立顆粒的粘性薄膜。任選地，可以去掉在所述粘性薄膜或在所述獨(dú)立顆粒上的任何顯著量的未固化或固化的可固化鐵磁流體組合物；任選地，可以涂敷另一種薄膜形成材料來充滿在獨(dú)立顆粒的排列中的空隙，并且任選地，覆蓋在所述獨(dú)立顆粒側(cè)面的粘性薄膜的區(qū)域，其厚度類似于在含有獨(dú)立顆粒的區(qū)域的厚度；并且任選地，所述另一種薄膜形成材料可以至少部分固化。
所述組合物包括一種鐵磁性顆粒在非磁性載體液體中的膠態(tài)懸浮液，并且獨(dú)立顆粒的顆粒尺寸至少在其一個(gè)方向上為至少1微米。
本發(fā)明還涉及涂敷的顆粒的單層非無規(guī)排列以及根據(jù)其產(chǎn)生的薄膜。
此外，本發(fā)明涉及施加了上述薄膜的基質(zhì)或者其上形成薄膜或涂敷顆粒的粘性排列。
并且本發(fā)明涉及具有支持帶基質(zhì)和非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移顆粒的制品，所述顆粒尺寸范圍為1微米到約500微米，并通過不超過所述顆粒的表面積的50％的接觸暫時(shí)束縛在所述基質(zhì)上。在所述顆粒與所述支持帶基質(zhì)之間的結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)該小于大體所有顆粒的結(jié)合強(qiáng)度。
所述制品可以進(jìn)一步包括一種粘性基質(zhì)(可通過至少一種固化機(jī)制固化)、一種硅晶片基質(zhì)、一種銦-錫氧化物(“ITO”)-涂敷的玻璃基板、或者任何其上帶有導(dǎo)體的圖形描繪或劃分的基板，可轉(zhuǎn)移的涂敷顆粒的排列可以粘性束縛到所述基板上，在所述獨(dú)立顆粒和基板之間的粘合強(qiáng)度大于在所述獨(dú)立顆粒與所述支持帶之間的粘合強(qiáng)度。
本發(fā)明還涉及一種具有支持帶基板和一種通過一種粘合劑束縛在其上的至少為1微米到約500微米的涂敷的可轉(zhuǎn)移的顆粒的有序單層排列的制品，所述粘合劑基本不合鐵磁流體顆粒，所述粘合劑的粘合強(qiáng)度小于所述顆粒的結(jié)合強(qiáng)度并且與所述支持帶基板的粘合強(qiáng)度大于與所述可轉(zhuǎn)移顆粒的粘合強(qiáng)度。
本發(fā)明還涉及一種在第一組和第二組導(dǎo)體之間形成各向異性導(dǎo)電接頭的方法。所述方法包括形成一種組合的下列步驟對第一組導(dǎo)體涂敷第一種粘合劑，再向所述第一組導(dǎo)體施加一種含有束縛在一種支持帶基板上的涂敷顆粒的單層非無規(guī)排列的制品，使得至少一些所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移顆粒與所述第一組導(dǎo)體接觸。然后至少部分固化所述第一種粘合劑。除去支持帶，留下非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移顆粒與第一組導(dǎo)體接觸。把第二種粘合劑，任選地與所述第一種粘合劑相同，涂敷到所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移的獨(dú)立顆粒上以及將第二組導(dǎo)體施加到所述有序單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒上。然后活化所述第二種粘合劑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一種粘合劑是紫外線固化的，所述支持帶是至少部分透紫外線的。象下面的幾個(gè)實(shí)施例中討論的那樣，也可以使用其它類型的粘合劑。
所述第一組導(dǎo)體可以產(chǎn)生在基板上，如一種ITO涂敷的玻璃、在半導(dǎo)體上的金屬化部分以及在絕緣體上的金屬化部分。
本發(fā)明包括一種在其表面或周邊有導(dǎo)體并且有一種如上所述含有涂施加到其導(dǎo)體上的導(dǎo)電顆粒的薄膜或者一種在其上形成的薄膜或粘性排列的有源或無源元件。
所述薄膜或粘性排列可以在一種可電尋址基板，或者導(dǎo)電玻璃，如其上有圖案狀劃分的導(dǎo)電路徑的ITO涂層玻璃上形成，或者也可以通過粘合劑束縛到所述基板上。陶瓷、環(huán)氧樹脂復(fù)合材料、聚酰亞胺薄膜等代表可以包括導(dǎo)電路徑的其它形式的基板。
在ITO涂敷的玻璃基板的情況下，可以合適地使所述可固化組合物的粘性層容易進(jìn)行光聚合，并用光化學(xué)(或紫外線)通過所述透明基板的輻射固化?？梢赃x擇照射時(shí)間使得只有一層所述可固化組合物固化。在去除未固化的材料之后，涂敷回填材料并固化(初級固化或A階段)。
另外，如果在所述ITO涂敷的玻璃基板和將與之配合的基板中間，在配合的同時(shí)或在配合之前，涂敷一種薄膜形成材料，或者如果所述第二種基板在其表面上有預(yù)先涂敷的可固化薄膜形成材料的涂層，則回填是不必要的。所述可固化薄模形成材料應(yīng)該或者是液態(tài)的或者是處于軟化的或柔軟的狀態(tài)的，使得在所述基板配合或壓在一起時(shí)，所述顆粒穿過所述可固化薄膜形成材料直至與所述第二種基板的表面接觸。
類似的方法適合于不透過紫外線或可見光輻射但是透過其它形式的電磁輻射的基板的情況。在這樣的情況下，在所述可固化組合物中的引發(fā)劑體系可能要求更改。此外，一種根據(jù)本發(fā)明的預(yù)先形成薄膜“碎片”可以涂敷所述可電尋址的基板上。在這兩種情況下，所述回填組合物含有一種潛在的熱硬化劑或其它B階段固化體系，使得它具有潛在的粘合性。在涂敷并細(xì)分的晶片的情況下使用FC技術(shù)，所得的產(chǎn)品適用于器件對各種平面顯示的相互連接，或者直接晶片連接。
根據(jù)本發(fā)明待涂敷的顆粒的平均顆粒尺寸應(yīng)該為所述膠體尺寸的鐵磁流體顆粒的顆粒尺寸的至少約10倍，更特別地，至少約100倍，有利的是至少500倍。所述獨(dú)立顆粒的平均顆粒尺寸(在非對稱顆粒情況下測量最小尺寸)至少約2微米，而所述膠體鐵磁流體顆粒的平均顆粒尺寸不大于約0.1微米，例如約0.01微米。
對于電連接的用途，連接焊盤一般寬度在約10-500微米范圍內(nèi)，合適的是約100微米。在所述的焊盤之間的分隔一般小于約150微米，如約100微米。本發(fā)明提高了分離程度或者分離減小到約100微米以下。甚至到約10微米或更小。
所述獨(dú)立顆粒應(yīng)該具有大體均勻的尺寸和形狀。大體均勻性不受小于平均顆粒(它們可能在所述薄膜中不作為導(dǎo)電顆粒)或大于平均顆粒的顆粒存在的影響(它們在所述薄膜或涂層的生產(chǎn)條件下可以壓縮和/或能夠減小尺寸)。
在上述方法中，所述可固化組合物可以在施加磁場的同時(shí)或者在從所述磁場中剛剛?cè)〕鰰r(shí)固化或者凝固。在初級固化或其它凝固步驟之前和/或在該過程中，可以對薄膜形成材料的層施加壓力。
在所述薄膜的制備過程中或者在其最終應(yīng)用中，在加壓時(shí)所述顆?？梢宰冃?。這種變形有助于多于單點(diǎn)接觸并且能補(bǔ)償顆粒尺寸或基板平整度的微小變化。這在制備導(dǎo)電薄膜中是特別希望的。
所述薄膜厚度應(yīng)該大體與所述獨(dú)立顆粒的平均直徑相同。在所述顆粒是兩組或多組不同尺寸的顆粒時(shí)，屬于較大顆粒的組的顆粒應(yīng)該具有大體均勻的尺寸，并且所述薄膜的厚度應(yīng)該與所述最大尺寸顆粒組的平均直徑相關(guān)。在暴露與磁場中時(shí)，可固化鐵磁流體層的厚度可以大于所述獨(dú)立顆粒的平均直徑，雖然通常所述厚度應(yīng)該小于所述平均直徑的兩倍。用這種方式，每個(gè)顆?？梢员凰鲚d體液體包圍并且可以在所述組合物層中遷移。
在回填后，可以對所屬材料施加壓力來減小所述厚度，使得所述獨(dú)立顆粒位于所述薄膜的兩個(gè)表面或者略微突出于所述薄膜的兩個(gè)表面。另外，可以通過在A階段的收縮減小所述薄膜的厚度，例如由于固化或干燥。
如果所述顆粒是可壓縮的球，所述薄膜厚度可以通過壓縮減小到小于所述導(dǎo)電顆粒的平均直徑。在這樣做時(shí)，所述顆?？梢詨嚎s成非圓形截面的形狀，從而增大每個(gè)顆粒表面上的電接觸面積。單個(gè)顆粒的不同程度的壓縮也可以補(bǔ)償顆粒尺寸和所述基板平整度的一些變化。具有涂敷導(dǎo)電金屬的聚合物內(nèi)核的導(dǎo)電顆粒的壓縮性將具有一定的程度，這取決于所述聚合物的交聯(lián)程度。
一般地，垂直于所述可固化組合物層(即在Z方向)施加均勻的磁場，所述獨(dú)立顆粒以單層的形式形成顆粒的規(guī)則排列。用一個(gè)單層，在兩組導(dǎo)體的Z方向存在基本為單顆粒的橋接(當(dāng)在兩組導(dǎo)體之間使用所述的薄膜時(shí))。規(guī)則的排列形式改善了電接觸的可靠性?？梢云叫杏谒隹晒袒M合物層施加磁場(即在X方向)，所述顆粒形成顆粒的平行鏈，每個(gè)顆粒與相鄰的顆?；蛳嗤溕系念w粒接觸。所述的鏈平行于兩組導(dǎo)體針或路徑的縱軸形成。在兩組導(dǎo)體之間又可以獲得在Z方向的單顆粒橋接。但是，所述顆粒也與相同鏈內(nèi)的相鄰顆粒電連接，因此進(jìn)一步改善了可靠性。
在本文所述的方法中，所述可固化鐵磁流體組合物可以包括一種鐵磁流體顆粒在可固化的液體組合物中的膠態(tài)懸浮液(即所述可固化組合物作為所述鐵磁流體的載體)；或者一種可固化液體組合物和一種鐵磁流體顆粒在一種液體載體中的膠態(tài)懸浮液的混合物。
所述鐵磁流體的膠體鐵磁性顆?？梢允谴盆F礦，或者其它鐵磁性顆粒，如在美國專利No.4,946,613(Ishikawa)中所述的那些，該專利的內(nèi)容在本文引作參考。合適的鐵磁性顆粒的實(shí)例包括鐵磁性氧化物，如磁鐵礦以外的錳鐵氧體、鈷鐵氧體、鋇鐵氧體、金屬復(fù)合鐵氧體(如鋅、鎳及其混合物)及其混合物；和鐵磁性金屬，如鐵、鈷、稀土金屬及其混合物。鐵氧體是通式為MFe2O4的具有鐵磁性的陶瓷氧化鐵化合物，其中，M一般是金屬，如鈷、鎳或鋅[見Chambers科技詞典，W.R.Chambersltd.和Cambridge University Press,England(1988)]。在鐵氧體和類似的材料中觀察到鐵磁現(xiàn)象。
所述鐵磁性顆粒的直徑可以在約2納米-0.1微米范圍內(nèi)，平均顆粒尺寸約為0.01微米。所述鐵磁性顆粒含量可以在所述可固化鐵磁流體組合物體積的約1-30％范圍內(nèi)。在一種單體形成所述鐵磁流體的載體的情況下，在所述單體中的鐵磁性顆粒的懸浮液可以具有約2-10 Vol％的顆粒含量。
一般可以使用表面活性劑產(chǎn)生所述鐵磁性顆粒在所述載體中，特別是在可固化載體中的穩(wěn)定懸浮液?？梢詮牟伙柡椭舅峒捌潲}中選擇表面活性劑，這里，所述脂肪酸或鹽有一個(gè)或多個(gè)極性基團(tuán)，如COOH、SO3H、PO3H及其混合物。也可以使用在該技術(shù)中熟知的其它表面活性劑，如硅酮型表面活性劑、氟型表面活性劑等。合適的表面活性劑包括油酸鈉、油酸以及硅烷偶聯(lián)劑，如以商標(biāo)SH-6040從Toray Silicone Co.Ltd.購得的、以商標(biāo)Saloosinate LH從Nikko Chem.Co.Ltd購得的那些表面活性劑；以及從Toshiba Silicone Co.Ltd.購得的XC95-470含氟表面活性劑。
主要的表面活性劑在所述鐵磁性顆粒表面上形成一個(gè)吸附層。也可以使用第二種表面活性劑，來獲得分散性，特別是一種陰離子型表面活性劑，例如一種酸形式的磷酸酯，特別是一種芳香族磷酸酯型表面活性劑，如來自GAF(英國)Limited,Wythenshawe,Manchester,U.K.的GAFAC RE610或者來自Rhone-poulenc,Chimie,France的RHODAFACRE610。
傳統(tǒng)的鐵磁流體組合物包括所屬鐵磁性顆粒在一種合適的非磁性載體液體中的膠體。這樣的非磁性載體液體可以選自在美國專利No.4,946,613(Ishikawz)，美國專利No.3,843,540 (Reimers)和國際專利申請WO 95/20820中所描述的那些，這些專利的每一個(gè)都在本文中引作參考。
所述載體液體可以是一種有機(jī)溶劑，選自(a)烴，如煤油和燃料油、n-戊烷、環(huán)己烷、石油醚、石油汽油、苯、甲苯及其混合物；(b)鹵代烴、如氯苯、二氯苯、溴苯及其混合物；(c)醇，如甲醇、乙醇、正丙醇，正丁醇、異丁醇、苯甲醇及其混合物；(d)醚，二乙醚、二異丙醚及其混合物；(e)醛，如糠醛及其混合物；(f)酮，如丙酮、乙基甲基酮及其混合物；(g)脂肪酸，如醋酸、醋酸酐及其混合物和衍生物；(h)酚，以及所述各種溶劑的混合物。
市售的鐵磁流體，如來自Freeofuidics Corp.,New Hampshire,USA的那些鐵磁流體，包括在合適載體，如水、酯、氟烴、聚苯醚和烴中分散的可磁化顆粒。對于鐵磁流體的更詳細(xì)討論，見，例如，E.Wyn-Jones等的“鐵磁材料”，Vol.2,Ch.8,p.509,North Holland PublishingCo.,E.P.Wohlfarth編(1980)；Aggregation Processes in Solution(溶液中的凝聚工藝)，Ch.18,p.509,Elsevier Sci.Publishing Co.(1983)；和R.E.Rosensweig,Ann.Rev.Fluid Mech.(流體機(jī)械年度綜述)，19,437-63(1987)。
所述可固化鐵磁流體組合物可以是一種粘性組合物。更具體地，它可以是向其中混入所述膠態(tài)鐵磁流體或者其中分散所述鐵磁性顆粒形成膠體的任何合適的單體組合物。多種可聚合體系，基于丙烯酸、環(huán)氧樹脂、硅氧烷、乙烯基醚和其它單體、低聚物、預(yù)聚物，如聚酰亞胺、和氰酸酯樹脂和/或聚合物及其混合物，可以用作所述可固化粘性層組合物和/或所述薄膜形成材料。在國際專利申請WO 93/01248中已經(jīng)描述了傳統(tǒng)的ACFs，它基于與熱塑性樹脂添加劑結(jié)合的氰酸酯樹脂。所述粘合劑可以選自烯屬不飽和體系，如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、馬來酸酯、延胡索酸酯、不飽和聚酯樹脂、烷基樹脂、硫醇-烯組合物，以及丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基封端的樹脂，如聚硅氧烷和聚氨酯。
合適的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯是那些用在可聚合體系中的聚丙烯酸酯，如在美國專利Nos.4,963,220(Bachmann)和4,215,209(Ray-Chaudhuri)中所提出的那些。本文中有用的其它含丙烯酸酯材料是用于形成粘合劑的已知類型的甲基丙烯酸甲酯、多官能團(tuán)甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷二丙烯酸酯、和多官能團(tuán)丙烯酸化的聚氨酯[例如在美國專利No.4,092,376(Douek)]或者硫醇-烯或硫醇-nene材料[例如，在美國專利Nos.3,661,744,3,898,349,4,008,341(Kehr)和4,808,638(Steinkraus)，其每一個(gè)的內(nèi)容都在本文中引作參考]。
合適的環(huán)氧樹脂體系包括在F.T.Shaw，“Chemistry andTechnology of Epoxy Resins(環(huán)氧樹脂化學(xué)和技術(shù))”，7,206ff,B.Ellis編，Blackie Academic and Professional,London(1993)中所描述的那些體系，其內(nèi)容在本文中特別地引作參考。
在所述凝固過程涉及一種熔融基質(zhì)材料重新凝固的情況下，合適的基質(zhì)包括聚酰胺熱熔體粘性聚合物，如UNI-REZ 2642和UNI-REZ2665(從Union Camp Corporation,Savannah,Georgia購得)，和聚酯聚合物，如VITEL 1870和VITEL 3300(從Shell Chemical Co.,Akron,Ohio購得)。
用于所述粘性層的粘合劑體系應(yīng)該是與市售鐵磁流體相容的，或者是能夠作為用于制造鐵磁流體的適當(dāng)處理的可磁極化的顆粒的一種載體。
所述可固化粘性層組合物，與所述薄膜形成組合物一樣，可以是一種經(jīng)過一步或兩步固化或凝固(或者是可逆凝固的)的組合物。在第一個(gè)步驟中，所述粘性層足以結(jié)合并保持所述顆粒在原位。在第二個(gè)步驟中，特別是在希望把所形成的粘性排列或薄膜結(jié)合到基板上時(shí)，達(dá)到完全固化或凝固或重新凝固。這樣的結(jié)果可以用可固化組合物獲得，所述可固化組合物包括兩種或多種可聚合體系，一個(gè)初級固化體系和一個(gè)次級或潛在的固化體系，或者其上有兩個(gè)或多個(gè)活性或官能團(tuán)的單體，如，環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯。
合適的可凝固回填或薄膜形成材料可以是有機(jī)物或無機(jī)物，凝固可以通過各種機(jī)制進(jìn)行。理想的回填材料是有機(jī)的，如熱固性或熱塑性的，其后者包括傳統(tǒng)的“日用”熱塑性塑料，如聚烯烴、聚苯乙烯和聚氯乙烯，以及“工程”熱塑性塑料，如聚亞烷基對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚苯醚、聚醚醚酮等。熱固性材料包括但不局限于上面討論的適用于粘性層的那些材料，保留所述鐵磁流體或鐵磁性顆粒。所述薄膜形成材料的固化或聚合可以通過自由基、厭氧的、光激發(fā)、空氣激發(fā)、熱激發(fā)、水汽激發(fā)、即時(shí)的或向樹脂中加入硬化劑等其它固化體系來進(jìn)行。此外，一種固化體系可以用在A階段或者初級凝固，第二種截然不同的固化體系可以用在B階段。熟悉該技術(shù)的那些人應(yīng)該認(rèn)識到，其它可固化或可凝固的單體、低聚物、預(yù)聚物和聚合物材料和體系可以用作所述薄膜形成材料。
可以通過在所述粘性層或所述粘合劑薄膜上傾倒、分布或者波紋涂敷所述薄膜形成材料進(jìn)行回填。此外，可以通過用橡膠滾軸把所述薄膜形成材料壓在所述粘性層或粘合劑薄膜上進(jìn)行回填。另外，通過把其上分布一層薄膜形成材料的載體薄膜或基板與其上分布所述顆粒的粘性排列或粘合劑層壓在一起進(jìn)行回填。所述薄膜形成材料應(yīng)該是液體的或者容易穿透狀態(tài)的。用這種方法，所述顆?？梢源┩傅阶畲箢w粒的高度的至少50％的深度，例如，達(dá)到最大顆粒的高度的至少95％的深度。對于回填，薄膜形成材料層理想地小于所述最大顆粒的高度的約125％，理想地，厚度在所述最大顆粒的高度的約95％-110％范圍內(nèi)，例如所述最大顆粒的高度的約95％-100％。這些比例可以根據(jù)所述顆粒穿透所述粘性層或粘合劑薄膜的深度而變化。
在固化或A階段固化后，去掉所述載體薄膜或基板。另外，所述載體薄膜或基板可以恰好在其準(zhǔn)備最終應(yīng)用中使用所形成的薄膜之前去掉。
構(gòu)成所述鐵磁流體的單體組合物可以包括兩個(gè)可聚合體系，其中一個(gè)在A階段或初級凝固中完全或部分固化，其中的第二個(gè)在B階段固化(如果合適，伴隨著第一個(gè)體系的進(jìn)一步固化)。另外，所述單體本身可以是具有多于一個(gè)的活性或可固化官能團(tuán)的混合物，例如環(huán)氧丙烯酸酯。
對所述鐵磁流體施加磁場在所述膠體鐵磁性顆粒和非磁性單個(gè)顆粒之間產(chǎn)生相互作用。由于顆粒之間的吸引作用和鏈之間的排斥作用，這些相互作用導(dǎo)致非無規(guī)結(jié)構(gòu)形式的相互穩(wěn)定化(伴隨鏈的形成，其中允許合適尺度的一層所述組合物)[見Skjeltorp，“One-andTwo-Dimensional Crystallization of Magnetic Holes(磁通中的一維和二維結(jié)晶)”，Phys.Rev.Lett.,51(25)，2306-09(1983年12月9日)]。
在所述組合物中顆粒的濃度應(yīng)該根據(jù)在這些有序排列的顆粒之間要求的空隙和其它因素選擇。對于約2微米直徑的球形顆粒，在單體中，每平方厘米約107個(gè)顆粒的濃度是合適的。所述組合物的重量的定量濃度在0.5-60％范圍內(nèi)也是合適的[見美國專利No.5,366,140(Koskenmaki)，其內(nèi)容在本文中特別引作參考]。
獨(dú)立顆粒的理想濃度取決于可以由熟悉該技術(shù)的那些人通過常規(guī)試驗(yàn)和/或數(shù)學(xué)計(jì)算確定的那些因素。見美國專利No.4,846,988(Skjeltorp)(在用磁場極化的鐵磁流體中的磁孔的濃度，確定其間的距離)；Shiozawa等人，1st International Conference on AdhesiveJoining Technology in Electronics Manufacturing(電子產(chǎn)品制造中的粘合劑焊接技術(shù)的第一屆國際會議)，Berlin(1994年11月)(傳統(tǒng)各向異性導(dǎo)電粘合劑中的接觸電阻隨(單位面積的)顆粒數(shù)增多而減小)。導(dǎo)電顆粒數(shù)增多增大了載流能力。所述載流能力不僅依賴于濃度，而且依賴于顆粒類型[見Lyons and Dahringer,Handbook of Adh.Tech.(粘合劑技術(shù)手冊)，p.578,Marcel Dekker Inc.,Pizzi and Mittal編(1994)]。實(shí)際上，如果目前市售的鍍金屬顆粒(如來自Sekiusi或Dyno的那些顆粒)進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的方法用一種材料，如釬料涂敷，這樣的載流能力應(yīng)該被增強(qiáng)。
因此，導(dǎo)電顆粒的濃度應(yīng)該取決于顆粒類型、密度、直徑、焊盤形式、最小的要求接觸電阻、在相對的和相鄰的導(dǎo)體之間的間隙、所述導(dǎo)體的表面積等。
Li和Morris，在“電子產(chǎn)品制造中的粘合劑焊接技術(shù)的第一屆國際會議”(Berlin)(1994年11月)描述了計(jì)算在導(dǎo)電粘合劑中不同負(fù)載密度下的最小焊盤尺寸和對于不同顆粒尺寸的導(dǎo)電顆粒的最小焊盤空隙。在使顆粒排列有序化過程中，可以通過永久磁鐵或電磁源施加磁場。
本文所述的磁場是在10mT-1000mT范圍內(nèi)的，例如10mT-100mT，磁場的施加時(shí)間在0.1-10分鐘范圍內(nèi)，例如0.5-5分鐘。這樣的磁化水平對于使用本發(fā)明的方法是合適的。所述鐵磁流體的磁化飽和度應(yīng)該影響所述磁場強(qiáng)度的選擇。
根據(jù)本發(fā)明的含有導(dǎo)電顆粒的薄膜或涂層準(zhǔn)備用于有源和/或無源電子元件的電連接，例如板上芯片(“COB”)、線上芯片(“COF”)、玻璃上芯片(“COG”)和板/線以及線/玻璃。本發(fā)明特別適用于細(xì)小間距導(dǎo)體的相互連接和用于FC技術(shù)。
本發(fā)明還提供一種制造兩個(gè)元件組裝的方法，包括根據(jù)上述的某種方法在一種可固化的組合物的固化層中形成顆粒的一個(gè)單層，把第二種元件與所涂敷的顆粒接觸，向所述元件之間的空隙內(nèi)，任選地是在整個(gè)組裝上涂敷一種流體粘合劑材料。這種方法特別適合于在基板，如底板上形成電子器件的“球形”組裝。在所述基板上形成其中排列所述顆粒的固化的粘性層，把所述器件組裝在所述顆粒排列上。它可以任選地通過少量“芯片結(jié)合劑”保持在原位，或者所述顆粒本身可以具有粘性，如在WO‘820申請中所述。然后，把所述組裝球形化同時(shí)在整個(gè)器件上涂敷粘合劑并向所述兩個(gè)元件之間包括在所述顆粒之間的間隙內(nèi)填充粘合劑。這種方法把電接觸和所述顆粒的環(huán)境保護(hù)最大化?？梢杂糜诒疚乃龅某涮钫澈蟿┑睦硐雽?shí)例包括在美國專利Nos.5,512,613和5,560,934(Afzali-Ardakani)；5,430,112(Sakata)；日本專利申請No.JP 6571/9，和愛爾蘭專利申請No.IR 980028中所述的那些粘合劑，這些專利的每一個(gè)的內(nèi)容都在本文中引作參考。
下面的實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明的的某些好處和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例在實(shí)施例中，使用下列縮寫Ms=磁化飽和度；G=高斯；T=特斯拉；mpa·s=(10-3Nm-2s)=厘泊(“cps”)。
實(shí)施例1把預(yù)先用鎳晶種層處理過的直徑為18微米(直徑變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6微米)的金涂敷的二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯微球(從Sekisui KK,Japan以商標(biāo)MICROPEARL購得)以10％wt/wt的固相含量與一種可聚合的鐵磁流體體系混合。所述鐵磁流體體系用約70％wt/wt的鐵磁流體APG511A(購自Ferrofluidics Corp.,New Hampshire,Ms為～200G,室溫粘度約40mPa·s)、20％wt/wt的丙烯酸和10％wt/wt的光引發(fā)劑IC1700(購自Ciba Geigy,UK)制備。
當(dāng)然，如果所述成分形成一相的膠體懸浮液，可以使用其它單體、光引發(fā)劑和鐵磁流體。其它鐵磁流體配方與其磁化飽和度(Ms)和室溫粘度特性一起列于下表Ⅰ型配方
APF511A和APG513A是從Ferrofluidics Inc.購買的鐵磁流體產(chǎn)品。
Ⅱ型配方
LOC249和259是在二丙烯酸己二醇酯(HDDA)可聚合載體中制備的傳統(tǒng)鐵磁粘合劑。
為了參考，這些配方分為兩類-其中傳統(tǒng)的鐵磁流體本身是不可聚合的，但是可以與各種含量和種類的可聚合單體配合的類型(Ⅰ型)，100％可聚合鐵磁流體載體的類型(Ⅱ型)。在每種情況下，所述配方含有各種含量的引發(fā)劑體系，如光引發(fā)劑(IC1700)。所述配方還可以含有對特定基板的特定粘合促進(jìn)劑。例如，KR-55是一種粘合促進(jìn)劑(從KennrichPetrochemicals,Inc.,NJ)，它可以與類型Ⅰ或Ⅱ的鐵磁膠體配合。
不同尺寸、類型的顆粒以及具有不同顆粒的濃度也可以制備成為ACAs和ACFs。因此，例如，把15％w/w的7微米的金涂敷的交聯(lián)聚苯乙烯球保持在薄的固化鐵磁粘合劑表面上的排列中。把不導(dǎo)電的25微米未涂敷的聚苯乙烯球類似地粘合在所述表面上，與15微米的規(guī)則六方沸石晶體一樣。這些非無規(guī)排列的顆粒單層(不考慮用于制造所述顆粒的芯材或者所述顆粒本身的幾何形狀)也可以根據(jù)本發(fā)明的方法用一種材料涂敷，熟悉該技術(shù)的那些人知道可以進(jìn)行涂敷條件、材料等的合適選擇。
把所述混合物以液體薄膜的形式涂敷到一種PVOH型薄膜基板上(從3M Industrial Tape Division,St Paul,Minnesota以商標(biāo)SCOTCH MASKPLUS Ⅱ購得)。一種PES型薄膜基板(從GOODFELLOW Metals,Cambridge,UK購得)也可以用于該目的。通過在所述液體薄膜上施加第二種基板(這里是一種75微米厚聚酯基板)形成一種臨時(shí)的疊層。
把所述夾心液體薄膜推過一個(gè)垂直于所述水平層疊面布置的均勻磁場(0.6T)。通過所述磁場的速度是2-5cm/sec。然后把所述夾心的液體薄膜從所述PVOH基板一側(cè)暴露于紫外線中(波長為366nm)約0.2-0.3秒。然后通過剝離把所述疊層分開，用甲基乙基酮清洗所述PVOH基板。
在光學(xué)顯微鏡下觀察所述PVOH基板發(fā)現(xiàn)了一種均勻分散的微顆粒的排列，在用反射模式觀察時(shí)表明是金球。這些球被聚合的鐵磁流體薄層所固定，所述鐵磁流體薄層覆蓋在所述PVOH基板上。電子顯微鏡表明所述聚合的鐵磁流體層的厚度約為1.5微米。
把支持所述單層排列的金球的基板翻轉(zhuǎn)放置在試樣架上，使得所述顆粒方向朝下。
然后在室溫下以約2-5cm/sec的速度使這種帶有排列的顆粒的基板通過一種發(fā)泡的釬劑，所述釬劑通過把松香類物質(zhì)溶解在異丙醇中獲得(從Frys Metal Ltd.,UK以商標(biāo)Flux RL8購得)。把帶釬劑的基板在涂釬劑位置和釬焊位置之間的一個(gè)熱板上干燥。在約100℃下干燥時(shí)間約為30秒。然后，使用臺架式波焊機(jī)(Soldermatic Super Midget ModelSM400,Soldermatic Equipment,Surrey,UK)，使帶釬劑的、帶有排列的顆粒的基板以約5cm/sec的速度通過約243℃的63-37標(biāo)準(zhǔn)錫-鉛釬料波。
在光學(xué)顯微鏡下觀察帶有排列的釬料涂敷的顆粒，發(fā)現(xiàn)金球的排列現(xiàn)在具有明亮的銀色外觀。在顆粒之間沒有發(fā)現(xiàn)殘余的釬料。很少觀察到通過釬料引起的顆粒橋接。電子顯微鏡的背散射證實(shí)了所述顆粒涂敷了釬料合金。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，進(jìn)行了評價(jià)來確定帶有所述顆粒排列的基板與所述熔融釬料朝向間的角度優(yōu)先選擇性。這通過把類似于實(shí)施例1制備的基板(但是還夾在一個(gè)載波片上用于支撐)在帶釬劑后浸入到熔融釬料槽中來進(jìn)行。
在從所述熔融釬料槽中撤出所述基板時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)在所述顆粒上可以形成尖刺狀形貌，這種形貌可以通過浸入方向和在所述的槽中的停留時(shí)間控制。表示于圖1的電子顯微鏡照片中表示了涂敷的、排列的并且有尖刺的顆粒的實(shí)例。
雖然本文通過在電子工業(yè)中的應(yīng)用描述了本發(fā)明，但是不意味著這樣限制本發(fā)明，因?yàn)橛酶鞣N涂層適當(dāng)改性的顆?？梢栽谄渌I(yè)中發(fā)現(xiàn)用途，如在生物醫(yī)學(xué)和光子學(xué)/光學(xué)工業(yè)中。雖然本文參考各種理想的特征、方面和實(shí)施方案說明了本發(fā)明，但是將會理解的是并不這樣限制本發(fā)明，本發(fā)明可以在選擇性的變化、改進(jìn)和其它實(shí)施方案方面廣泛地變化，所以，本發(fā)明包括在根據(jù)權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的這樣的選擇性變化、修改以及其它實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1．一種涂敷獨(dú)立的顆粒的方法，所述方法包括下列步驟a)向基板涂敷一種可固化鐵磁流體組合物，來形成厚度小于兩個(gè)獨(dú)立顆粒直徑的薄膜，其中，所述可固化鐵磁流體組合物包括ⅰ)在一種非磁性載體液體中的鐵磁性顆粒的膠體懸浮液，和ⅱ)獨(dú)立的顆粒；b)使(a)的薄膜經(jīng)過一個(gè)磁場足夠的時(shí)間，使得在所述薄膜中的獨(dú)立顆粒以一種非無規(guī)的方式排列；c)把(b)的磁場激勵(lì)的薄膜暴露于至少部分固化所述薄膜的適當(dāng)條件下并把所述獨(dú)立顆粒結(jié)合到所述基板上；d)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物；以及e)使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述在步驟(e)中的涂敷材料是一種能在高于約150℃的溫度下液化的材料，選自由易熔金屬合金、熱塑性塑料、反應(yīng)性熱熔體材料、環(huán)氧樹脂、氰酸酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯及其合適的組合組成的組中。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述在步驟(e)中的涂敷材料是易熔金屬合金。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述在步驟(e)中的涂敷材料是釬料。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括在步驟(d)和步驟(e)之間的步驟(d)(ⅰ)，給所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒涂釬劑。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在步驟(d)(ⅰ)和步驟(e)之間的步驟(d)(ⅱ)，干燥涂釬劑的、束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述非無規(guī)排列的單層顆粒是一種有序的排列。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述基板由一種傳遞電磁輻射的材料構(gòu)成，基本是柔軟的并且在較高溫度條件下能夠抵抗熱退化。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述獨(dú)立顆粒是金屬涂敷的顆粒。
10．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述獨(dú)立顆粒是金涂敷的聚合物球。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，所述金涂敷聚合物球的顆粒尺寸在約5-1000微米范圍內(nèi)。
12．一種在獨(dú)立顆粒的單層非無規(guī)排列上形成涂層的方法，所述方法包括下列步驟a)向基板涂敷一種可固化鐵磁流體組合物，在其上形成一種單層的獨(dú)立顆粒，其中，所述可固化鐵磁流體組合物包括ⅰ)在一種非磁性載體液體中的鐵磁性顆粒的膠體懸浮液，和ⅱ)獨(dú)立的顆粒；b)使所述組合物暴露于至少部分固化所述組合物層的合適的條件下，所述的組合物層的厚度不大于最大的獨(dú)立顆粒的高度的50％，同時(shí)由于施加磁場，所述獨(dú)立顆粒以非無規(guī)的形式排列；c)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物；以及d)使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料。
13．一種在薄膜中分布的單層非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒上形成涂層的方法，所述方法包括下列步驟a)向基板涂敷一種可固化鐵磁流體組合物，所述可固化鐵磁流體組合物包括一種在非磁性載體液體中的鐵磁性顆粒的膠體懸浮液和其至少一個(gè)方向上的顆粒尺寸至少為1微米的獨(dú)立顆粒，來形成獨(dú)立顆粒的一個(gè)單層；b)使(a)的可固化鐵磁流體組合物經(jīng)過一個(gè)能提供適合于進(jìn)行所述組合物聚合所需的能量的電磁輻射源足夠的時(shí)間，進(jìn)行所述組合物層的聚合，所述層的厚度不大于最大的獨(dú)立顆粒的高度的50％，同時(shí)由于施加磁場，所述獨(dú)立顆粒以非無規(guī)的形式排列；或者(Ⅰ)c)除去未固化的可固化鐵磁流體組合物，如果有任何未固化的可固化鐵磁流體組合物；d)使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料；e)涂敷一種液體狀態(tài)的薄膜形成材料來充滿在所形成的獨(dú)立顆粒的排列之間的間隙并且任選地覆蓋在所述獨(dú)立顆粒側(cè)面的基板的區(qū)域，其薄膜厚度類似于在所述含有獨(dú)立顆粒的區(qū)域的厚度；f)任選地，至少部分固化所述薄膜形成材料；g)任選地，從所述基板上除去所形成的薄膜；或者(Ⅱ)(c)如果有任何未固化的可固化鐵磁流體組合物，除去所述未固化的可固化鐵磁流體組合物；(d)使所束縛的非無規(guī)排列的獨(dú)立顆粒在適合于進(jìn)行所述獨(dú)立顆粒涂敷的條件下經(jīng)過一種涂敷材料；(e)在所排列的獨(dú)立顆粒的表面上，相對于所固化的組合物層的另一側(cè)，涂敷一種粘性薄膜，所述薄膜與所述獨(dú)立顆粒的粘性大于所固化的組合物與所述獨(dú)立顆粒的粘性；(f)把所述粘性薄膜壓在所述獨(dú)立顆粒上；(g)從所述固化的鐵磁流體組合物層分離帶有粘結(jié)在其上的排列的獨(dú)立顆粒的粘性薄膜；(h)任選地，除去在所述粘性薄膜上或在其上粘結(jié)的獨(dú)立顆粒上顯著量的未固化的或固化的可固化鐵磁流體組合物；(i)任選地，涂敷另一種薄膜形成材料，充滿在獨(dú)立顆粒的排列中的間隙，并且任選地覆蓋在所述獨(dú)立顆粒側(cè)面的粘性薄膜的區(qū)域，其厚度類似于在含有所述獨(dú)立顆粒的區(qū)域的厚度；(j)任選地，至少部分凝固所述的薄膜形成材料。
14．根據(jù)權(quán)利要求1-13的任一項(xiàng)的方法，其中，所述可固化組合物或可固化鐵磁流體組合物以一種圖形涂敷到所述基板上。
15．根據(jù)權(quán)利要求1-13的任一項(xiàng)的方法，其中，所述可固化組合物或可固化鐵磁流體組合物通過絲網(wǎng)印刷或模版印刷來涂敷。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述的薄膜形成材料選自熱固性和熱塑性材料。
17．一種根據(jù)權(quán)利要求1-16的任一項(xiàng)的方法形成的涂敷的獨(dú)立顆粒的單層非無規(guī)排列。
18．一種其中有根據(jù)權(quán)利要求1-16的任一項(xiàng)的方法制備的涂敷的獨(dú)立顆粒的單層非無規(guī)排列的薄膜。
19．一種制品，包括一個(gè)支持帶基板，和暫時(shí)束縛在所述支持帶基板上的非無規(guī)單層排列的可轉(zhuǎn)移的獨(dú)立顆粒，所述獨(dú)立顆粒的直徑在1-500微米范圍內(nèi)，通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法用一種材料涂敷，所述基板接觸不超過所述可轉(zhuǎn)移涂敷獨(dú)立顆粒的表面積的50％，所述粘合劑的粘合強(qiáng)度小于大體所有所述可轉(zhuǎn)移顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度，并且與所述支持帶基板的粘結(jié)強(qiáng)度大于與所述可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度。
20．一種制品，包括一個(gè)支持帶基板，和通過一種粘合劑束縛在所述支持帶基板上的一種非無規(guī)單層排列的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒，所述獨(dú)立顆粒的顆粒尺寸至少為1-500微米，通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法用一種材料涂敷，所述粘合劑基本不含鐵磁性顆粒，所述粘合劑的粘合強(qiáng)度小于所述顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度，并且與所述支持帶基板的粘結(jié)強(qiáng)度大于與所述可轉(zhuǎn)移顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度。
21．一種在第一組和第二組導(dǎo)體之間形成一種各向異性導(dǎo)電接頭的方法，所述方法包括下列步驟(a)通過下列步驟形成一種組合(ⅰ)向第一組導(dǎo)體上涂敷第一種粘合劑并且向第一組導(dǎo)體施加一種根據(jù)權(quán)利要求19的制品，使得至少一些所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒與所述第一組導(dǎo)體接觸；(ⅱ)至少部分固化所述第一種粘合劑；(ⅲ)去掉所述支持帶，所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒粘結(jié)在所述第一組導(dǎo)體上；(ⅳ)向所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒涂敷第二種粘合劑；(ⅴ)向所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒施加第二組導(dǎo)體；(b)任選地，通過把所述第一組和第二組導(dǎo)體壓在一起促進(jìn)所述組合的結(jié)合，使得所述第二組導(dǎo)體與在所述非無規(guī)單層排列的涂敷的可轉(zhuǎn)移獨(dú)立顆粒中含有的至少一些獨(dú)立顆粒接觸，從而為第一組導(dǎo)體到第二種導(dǎo)體提供導(dǎo)電通道，每個(gè)導(dǎo)電通道包括一個(gè)或多個(gè)所述涂敷的獨(dú)立顆粒；以及(c)活化所述第二種粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明提供涂敷非無規(guī)并有序排列的顆粒的多種相關(guān)方法,以及含有這樣的排列的薄膜。本發(fā)明還涉及所述涂敷的非無規(guī)并有序排列的顆粒和用其制造的薄膜。通過使用可以固化的鐵磁流體組合物獲得所述涂敷的非無規(guī)并且有序的排列。所述排列和薄膜可以含有在電子應(yīng)用中有用的導(dǎo)電顆粒,用于進(jìn)行導(dǎo)體間的接觸。
文檔編號C23C24/08GK1289273SQ99802458
公開日2001年3月28日 申請日期1999年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月30日
發(fā)明者C·B·麥克阿德爾, R·B·巴尼斯 申請人:洛克泰特公司