本申請(qǐng)是申請(qǐng)日2013年8月23日,申請(qǐng)?zhí)?01380043932.8(pct/jp2013/072617),發(fā)明名稱為“各向異性導(dǎo)電膜的制造方法和各向異性導(dǎo)電膜”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及各向異性導(dǎo)電膜的制造方法和各向?qū)щ娔ぁ?/p>
背景技術(shù):
各向異性導(dǎo)電膜在ic芯片等電子部件的安裝中廣泛應(yīng)用,近年來(lái),從適用于高密度安裝的角度考慮,為了實(shí)現(xiàn)連接可靠性和絕緣性的提高、粒子捕獲效率的提高、制造成本的降低等,人們提出了將各向異性導(dǎo)電連接用的導(dǎo)電粒子以單層排列在絕緣性粘接層上而成的各向異性導(dǎo)電膜(專利文獻(xiàn)1)。
該各向異性導(dǎo)電膜如下制作。即,首先使導(dǎo)電粒子保持在具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模的該開(kāi)口處,自其上按壓形成有轉(zhuǎn)印用粘合層的粘合膜,使導(dǎo)電粒子一次轉(zhuǎn)印到粘合層上。接著,將作為各向異性導(dǎo)電膜構(gòu)成要素的高分子膜按壓在附著于粘合層上的導(dǎo)電粒子上,通過(guò)加熱加壓將導(dǎo)電粒子二次轉(zhuǎn)印于高分子膜表面。接著,在經(jīng)導(dǎo)電粒子二次轉(zhuǎn)印的高分子膜的導(dǎo)電粒子一側(cè)表面以覆蓋導(dǎo)電粒子的方式形成粘接層,由此制成各向異性導(dǎo)電膜。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特愿2010-33793號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
所要解決的課題
但是,使用具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模制作的專利文獻(xiàn)1的各向異性導(dǎo)電膜中,只要一次轉(zhuǎn)印和二次轉(zhuǎn)印順利推進(jìn),則對(duì)于各向異性導(dǎo)電膜的連接可靠性、絕緣性、粒子捕獲效率或許可以期待一定程度的提高,但通常為了容易進(jìn)行二次轉(zhuǎn)印,使用粘合力比較弱的膜作為一次轉(zhuǎn)印用的粘合膜,并且要減小導(dǎo)電粒子與粘合膜的接觸面積。因此,在進(jìn)行一次轉(zhuǎn)印操作-二次轉(zhuǎn)印操作時(shí),可能有產(chǎn)生未進(jìn)行一次轉(zhuǎn)印的導(dǎo)電粒子、一次轉(zhuǎn)印后導(dǎo)電粒子從粘合膜上剝落、或者粘合膜上的導(dǎo)電粒子位置偏移等問(wèn)題發(fā)生,整體操作效率降低。
另一方面,如果為了使一次轉(zhuǎn)印操作更高速且順暢地進(jìn)行而使粘合膜的粘合力在一定程度上增強(qiáng)、使導(dǎo)電粒子穩(wěn)定地保持在粘合膜上,則二次轉(zhuǎn)印到高分子膜變難;如果為了避免該問(wèn)題而增強(qiáng)高分子膜的膜性,則有各向異性導(dǎo)電膜的導(dǎo)通電阻增大,導(dǎo)通可靠性也降低的問(wèn)題。這樣,在使用具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模制作各向異性導(dǎo)電膜時(shí),實(shí)際情形是一次轉(zhuǎn)印和二次轉(zhuǎn)印并不一定順利推進(jìn),因此對(duì)于各向異性導(dǎo)電膜,現(xiàn)狀是依然強(qiáng)烈需求同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的連接可靠性、良好的絕緣性和良好的粒子的捕獲效率。
本發(fā)明的目的是解決以上的現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題,其中,在利用具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模制造導(dǎo)電粒子單層排列的各向異性導(dǎo)電膜時(shí),可以制造顯示良好的連接可靠性、良好的絕緣性和良好的粒子捕獲效率的各向異性導(dǎo)電膜。
解決問(wèn)題的方法
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在使用具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模制作各向異性導(dǎo)電膜時(shí),使用透光性的材料作為轉(zhuǎn)印模,另外,不是先將導(dǎo)電粒子暫時(shí)一次轉(zhuǎn)印在粘合膜上,而是從轉(zhuǎn)印模上直接以單層排列的方式轉(zhuǎn)印在構(gòu)成各向異性導(dǎo)電膜的絕緣性樹(shù)脂層上,并且是使相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的絕緣性樹(shù)脂層厚度比導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄地進(jìn)行轉(zhuǎn)印,進(jìn)而經(jīng)由透光性的轉(zhuǎn)印模照射紫外線,由此可以使保持有導(dǎo)電粒子的絕緣性樹(shù)脂光固化,并且將有導(dǎo)電粒子以單層排列的該絕緣性樹(shù)脂層的兩面用發(fā)揮粘接層功能的絕緣性樹(shù)脂層夾持,由此可實(shí)現(xiàn)上述目的,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明提供一種制造方法,其為第1連接層被主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第2連接層和第3連接層夾持的3層結(jié)構(gòu)的各向異性導(dǎo)電膜的制造方法,所述制造方法具有以下工序(a)-(f)。
<工序(a)>
將導(dǎo)電粒子配置在形成有開(kāi)口的透光性轉(zhuǎn)印模的開(kāi)口內(nèi),使形成于剝離膜上的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層與形成有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模的表面相對(duì)的工序。
<工序(b)>
自剝離膜一側(cè)對(duì)光聚合性絕緣性樹(shù)脂層施加壓力,將光聚合性絕緣性樹(shù)脂壓入開(kāi)口內(nèi),使導(dǎo)電粒子轉(zhuǎn)粘于光聚合性絕緣性樹(shù)脂層的表面,由此形成第1連接層的工序,所述第1連接層具有導(dǎo)電粒子以單層排列于光聚合性絕緣性樹(shù)脂層的平面方向上的結(jié)構(gòu),且具有相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度比導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄的結(jié)構(gòu)。
<工序(c)>
由透光性的轉(zhuǎn)印模一側(cè)對(duì)第1連接層照射紫外線的工序。
<工序(d)>
從第1連接層除去剝離膜的工序。
<工序(e)>
在第1連接層的與透光性轉(zhuǎn)印模相反一側(cè)的表面上形成主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第2連接層的工序。
<工序(f)>
在第1連接層的與第2連接層相反一側(cè)的表面上形成主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第3連接層的工序。
本發(fā)明還提供一種連接方法,該連接方法是用以上述的制造方法得到的各向異性導(dǎo)電膜將第1電子部件與第2電子部件各向異性導(dǎo)電連接的連接方法,其中,將各向異性導(dǎo)電膜自其第3連接層一側(cè)臨時(shí)粘貼于第2電子部件上,將第1電子部件搭載于臨時(shí)粘貼的各向異性導(dǎo)電膜上,由第1電子部件一側(cè)進(jìn)行熱壓接;本發(fā)明還提供由該連接方法得到的各向異性導(dǎo)電連接構(gòu)造體。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種各向異性導(dǎo)電膜,該各向異性導(dǎo)電膜是第1連接層被主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第2連接層和第3連接層夾持的3層結(jié)構(gòu)的各向異性導(dǎo)電膜,其中,第1連接層與第3連接層的邊界有起伏,第1連接層具有導(dǎo)電粒子以單層排列在絕緣性樹(shù)脂層的第3連接層一側(cè)的平面方向上的結(jié)構(gòu),相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的絕緣性樹(shù)脂層厚度比導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄。
該各向異性導(dǎo)電膜優(yōu)選以下方案:第1連接層為含有丙烯酸酯化合物和熱或光自由基聚合引發(fā)劑的熱或光自由基聚合型樹(shù)脂層、或使該層熱或光自由基聚合得到的層;或者為含有環(huán)氧化合物和熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合引發(fā)劑的熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合型樹(shù)脂層、或使該層熱或光陽(yáng)離子聚合或陰離子聚合得到的層。還優(yōu)選導(dǎo)電粒子擠入到第3連接層中的方案。進(jìn)一步優(yōu)選在第1連接層中,位于導(dǎo)電粒子和第1連接層的第2連接層一側(cè)表面之間的區(qū)域的第1連接層的固化率比位于相互相鄰的導(dǎo)電粒子之間的區(qū)域的第1連接層的固化率低的方案。且優(yōu)選第1連接層的最低熔融粘度比第2連接層和第3連接層各自的最低熔融粘度高的方案。還優(yōu)選第1連接層的最低熔融粘度與第2連接層和第3連接層各自的最低熔融粘度之比為1:4-400的方案。
發(fā)明效果
本發(fā)明是第1連接層被絕緣性的第2連接層和第3連接層夾持的3層結(jié)構(gòu)的各向異性導(dǎo)電膜的制造方法。該制造方法中,在使用具有開(kāi)口的轉(zhuǎn)印模制作各向異性導(dǎo)電膜時(shí),不是將導(dǎo)電粒子暫時(shí)一次轉(zhuǎn)印在粘合膜上,而是從轉(zhuǎn)印模上直接轉(zhuǎn)印在構(gòu)成各向異性導(dǎo)電膜、作為第1連接層的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層上,使導(dǎo)電粒子以單層排列。并且是使相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度比導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄(換言之,使導(dǎo)電粒子從第1連接層上突起)地進(jìn)行轉(zhuǎn)印。如果將該突起配置于第3連接層一側(cè),該第3連接層配置于搭載有ic芯片等電子部件的布線基板等一側(cè),則可以使粒子捕獲效率提高。還經(jīng)由透光性的轉(zhuǎn)印模照射紫外線,由此可以使保持有導(dǎo)電粒子、作為第1連接層的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層在保持在轉(zhuǎn)印模上的狀態(tài)下進(jìn)行光固化,可以使紫外線被導(dǎo)電粒子遮擋的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層部分的固化率相對(duì)減小。由此,可防止導(dǎo)電粒子向平面方向的過(guò)度移動(dòng),提高壓入性,實(shí)現(xiàn)良好的連接可靠性、良好的絕緣性以及良好的粒子捕獲效率。
附圖說(shuō)明
圖1a是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(a)的說(shuō)明圖。
圖1b是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(a)的說(shuō)明圖。
圖2a是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(b)的說(shuō)明圖。
圖2b是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(b)的說(shuō)明圖。
圖3是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(c)的說(shuō)明圖。
圖4是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(d)的說(shuō)明圖。
圖5是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(e)的說(shuō)明圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜制造方法的工序(f)得到的本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜的截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的各向異性導(dǎo)電膜的部分截面圖。
圖8是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜的截面圖。
具體實(shí)施方式
《各向異性導(dǎo)電膜的制造方法》
以下按照每道工序詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜的制造方法。
下面,對(duì)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。該制造方法具有以下工序(a)-(f)。以下按照每道工序進(jìn)行說(shuō)明。
<工序(a)>
如圖1a所示,在形成有開(kāi)口21的透光性轉(zhuǎn)印模20的開(kāi)口21內(nèi)配置導(dǎo)電粒子4。如圖1b所示,使光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10與形成有開(kāi)口21的轉(zhuǎn)印模20的表面相對(duì),所述光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10形成于進(jìn)行了剝離處理的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜等的剝離膜22上。
轉(zhuǎn)印模20的透光性是指透過(guò)紫外線的性質(zhì)。透過(guò)的水平?jīng)]有特別限定,從迅速進(jìn)行光聚合的角度考慮,優(yōu)選通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)定時(shí)的紫外線透過(guò)率(測(cè)定波長(zhǎng)365nm,光路長(zhǎng)1.0cm)為70%以上。
作為轉(zhuǎn)印模20,例如是通過(guò)光刻法(photolithograph)等公知的開(kāi)口形成方法,在紫外線透過(guò)性的玻璃等的透明無(wú)機(jī)材料或聚甲基丙烯酸酯等的有機(jī)材料上形成開(kāi)口所得。這樣的轉(zhuǎn)印模20可以取板狀、卷狀等形狀。
轉(zhuǎn)印模20的開(kāi)口21在其內(nèi)部容納有導(dǎo)電粒子。開(kāi)口21的形狀可例舉:圓柱狀、四棱柱狀等多棱柱狀,四棱錐等的棱錐狀等。
開(kāi)口21的排列優(yōu)選格狀、交錯(cuò)狀等規(guī)則的排列。
從轉(zhuǎn)印性提高與導(dǎo)電粒子保持性的平衡考慮,導(dǎo)電粒子4的平均粒徑與開(kāi)口21的深度之比(=導(dǎo)電粒子的平均粒徑/開(kāi)口的深度)優(yōu)選0.4-3.0,更優(yōu)選0.5-1.5。
從導(dǎo)電粒子的容納容易、絕緣性樹(shù)脂的壓入容易等的平衡考慮,開(kāi)口21的直徑與導(dǎo)電粒子4的平均粒徑之比(=開(kāi)口直徑/導(dǎo)電粒子的平均粒徑)優(yōu)選1.1-2.0,更優(yōu)選1.3-1.8。
轉(zhuǎn)印模20的開(kāi)口21的直徑與深度可通過(guò)激光顯微鏡測(cè)定。
在轉(zhuǎn)印模20的開(kāi)口21內(nèi)容納導(dǎo)電粒子4的方法沒(méi)有特別限定,可采用公知的方法。例如可以將干燥的導(dǎo)電粒子粉末、或?qū)⑵浞稚⒂谌軇┲械玫降姆稚⒁荷⒉蓟蛲坎荚谵D(zhuǎn)印模20的開(kāi)口形成面上,然后使用刷子或刮板等擦抹開(kāi)口形成面的表面。
<工序(b)>
接著如圖2a所示,從剝離膜22一側(cè)對(duì)光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10施加壓力,將光聚合性絕緣性樹(shù)脂壓入開(kāi)口21內(nèi),使導(dǎo)電粒子4以埋入的方式轉(zhuǎn)粘在光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10的表面。由此如圖2b所示形成第1連接層,該第1連接層是導(dǎo)電粒子4以單層排列在光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10的平面方向上的結(jié)構(gòu),其中,相鄰的導(dǎo)電粒子4之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1比導(dǎo)電粒子4附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2減薄。
這里,相鄰的導(dǎo)電粒子4之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1相對(duì)于導(dǎo)電粒子4附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2過(guò)薄,則在各向異性導(dǎo)電連接時(shí),導(dǎo)電粒子4有過(guò)度移動(dòng)的傾向,過(guò)厚,則壓入性有降低的傾向,都可能使粒子捕獲效率降低,因此優(yōu)選0.2-0.8,更優(yōu)選0.3-0.7。
另外,光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1的絕對(duì)厚度過(guò)薄,則可能難以形成第1連接層,因此優(yōu)選0.5μm以上。過(guò)厚,則在進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接時(shí),絕緣性樹(shù)脂層難以從連接區(qū)域被排除,可能發(fā)生導(dǎo)通不良,因此優(yōu)選6μm以下。
相鄰的導(dǎo)電粒子4之間的中央?yún)^(qū)域是指:包含相鄰的導(dǎo)電粒子間距離的中間點(diǎn)、在光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10之中厚度較薄地形成的區(qū)域;導(dǎo)電粒子4的附近是指:在第1連接層1的層厚方向上與導(dǎo)電粒子4相切的線段附近的位置。
作為調(diào)節(jié)為這樣的數(shù)值范圍的方法,可通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)口直徑、開(kāi)口深度、導(dǎo)電粒子直徑、開(kāi)口間隔、壓力值、光聚合性絕緣性樹(shù)脂的組成等進(jìn)行。
如圖8所示,含有導(dǎo)電粒子的樹(shù)脂層的厚度在平面方向上變動(dòng)較大,結(jié)果,當(dāng)該樹(shù)脂層以被隔斷的方式存在時(shí),導(dǎo)電粒子4之間的絕緣性樹(shù)脂層厚度可以實(shí)質(zhì)上為0。實(shí)質(zhì)上為0是指:含有導(dǎo)電粒子的絕緣性樹(shù)脂層各自獨(dú)立存在的狀態(tài)。這種情況下,為了實(shí)現(xiàn)良好的連接可靠性、良好的絕緣性以及良好的粒子捕獲效率,可通過(guò)控制通過(guò)導(dǎo)電粒子4中心的垂線與絕緣性樹(shù)脂層厚度最薄的位置的最短距離l1、l2、l3、l4…來(lái)優(yōu)選地進(jìn)行。即,該最短距離l1、l2、l3、l4…變長(zhǎng),則第1連接層1的樹(shù)脂量相對(duì)增多,生產(chǎn)能力提高,可以抑制導(dǎo)電粒子4的流動(dòng)。而該最短距離l1、l2、l3、l4…變短,則第1連接層1的樹(shù)脂量相對(duì)減小,可容易地控制粒子間距離。換言之,可以使導(dǎo)電粒子的位置對(duì)準(zhǔn)精度提高。優(yōu)選的最短距離l1、l2、l3、l4…是優(yōu)選比導(dǎo)電粒子4粒徑的0.5倍大但低于1.5倍的范圍。
在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),使導(dǎo)電粒子4之間的絕緣性樹(shù)脂層厚度實(shí)質(zhì)上為0的方法可以采用各種方法。例如可采用:用刮漿板(squeegee)等將工序(b)中形成的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10的表面刮取至轉(zhuǎn)印模20的表面為止的方法。
如圖8所示,導(dǎo)電粒子4可以埋沒(méi)于第1連接層1中。淺埋或深埋這樣的埋沒(méi)程度根據(jù)第1連接層形成時(shí)材料的粘度、或排列有導(dǎo)電粒子的轉(zhuǎn)印模開(kāi)口的形狀、大小等而變化,特別是可通過(guò)開(kāi)口的基底直徑與開(kāi)口直徑的關(guān)系來(lái)控制。例如優(yōu)選基底直徑為導(dǎo)電粒子直徑的1.1倍以上且低于2倍、開(kāi)口直徑為導(dǎo)電粒子直徑的1.3倍以上且低于3倍。
在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),如圖8中虛線所示,導(dǎo)電粒子4’可存在于第3連接層3中。通常存在于第3連接層3中的導(dǎo)電粒子數(shù)相對(duì)于全部導(dǎo)電粒子數(shù)的比例優(yōu)選1-50%,更優(yōu)選5-40%。特別是如果第1連接層1中的導(dǎo)電粒子4的數(shù)目與第3連接層3中的導(dǎo)電粒子4’的數(shù)目大致相同,則相鄰的粒子存在于互相不同的樹(shù)脂層中,因此可以抑制多個(gè)導(dǎo)電粒子的連接,同時(shí)還有望獲得可局部實(shí)現(xiàn)高的導(dǎo)電粒子密度的效果。因此本發(fā)明也包含以下方案:對(duì)于排列于平面的粒子,與任意的導(dǎo)電粒子相鄰的導(dǎo)電粒子存在并排列于與所述任意的導(dǎo)電粒子不同的層。
使導(dǎo)電粒子4’存在于第3連接層3中,這種情況如下產(chǎn)生:除了容納于轉(zhuǎn)印模開(kāi)口內(nèi)部的導(dǎo)電粒子之外,還在導(dǎo)電粒子存在于轉(zhuǎn)印模的表面的狀態(tài)下進(jìn)行了形成第1連接層的操作,以及繼此之后進(jìn)行了形成第3連接層3的操作。像這樣導(dǎo)電粒子以一定數(shù)目以上存在于開(kāi)口部以外的轉(zhuǎn)印模表面等,這在實(shí)際應(yīng)用上是難以避免的,因此,只要不產(chǎn)生損害產(chǎn)品性能這類(lèi)的不良影響,結(jié)果是使不良品的發(fā)生降低,有助于成品率的提高。
<工序(c)>
接著如圖3所示,由透光性的轉(zhuǎn)印模20一側(cè)對(duì)第1連接層1照射紫外線。由此,可使構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂10聚合固化,使導(dǎo)電粒子4穩(wěn)定地保持在第1連接層1中,并且可以使紫外線被導(dǎo)電粒子4遮擋了的導(dǎo)電粒子4下方區(qū)域1x的光聚合性絕緣性樹(shù)脂的固化率與其周?chē)膮^(qū)域1y的固化率相比相對(duì)降低,可以提高各向異性導(dǎo)電連接時(shí)導(dǎo)電粒子4的壓入性。通過(guò)這樣,在進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接時(shí),可防止導(dǎo)電粒子的位置偏移(換言之,粒子捕獲效率提高),使導(dǎo)電粒子的壓入性提高,降低導(dǎo)通電阻值,實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通可靠性。
紫外線照射條件可以從公知的條件中適當(dāng)選擇。
這里,固化率是以對(duì)聚合有貢獻(xiàn)的官能基團(tuán)(例如乙烯基)的減少比例來(lái)定義的數(shù)值。具體來(lái)說(shuō),如果固化后乙烯基的存在量為固化前的20%,則固化率為80%。乙烯基存在量的測(cè)定可通過(guò)紅外吸收光譜的乙烯基的特性吸收分析進(jìn)行。
這樣定義的區(qū)域1x的固化率優(yōu)選為40-80%,而區(qū)域1y的固化率優(yōu)選為70-100%。
還優(yōu)選由流變儀測(cè)定的第1連接層1的最低熔融粘度比第2連接層2和第3連接層3各自的最低熔融粘度高。具體來(lái)說(shuō),[第1連接層1的最低熔融粘度(mpa?s)]/[第2連接層2或第3連接層3的最低熔融粘度(mpa?s)]的數(shù)值過(guò)低,則粒子捕獲效率降低,有短路發(fā)生概率提高的傾向,過(guò)高則導(dǎo)通可靠性有降低傾向,因此優(yōu)選1-1,000,更優(yōu)選4-400。另外,關(guān)于各自優(yōu)選的最低熔融粘度,對(duì)于前者來(lái)說(shuō)如果過(guò)低,則粒子捕獲效率有降低傾向,過(guò)高則導(dǎo)通電阻值有增大傾向,因此優(yōu)選100-100000mpa?s,更優(yōu)選500-50000mpa?s;對(duì)于后者來(lái)說(shuō),如果過(guò)低則在制成卷時(shí)有樹(shù)脂滲出的傾向,過(guò)高則有導(dǎo)通電阻值升高的傾向,因此優(yōu)選0.1-10000mpa?s,更優(yōu)選1-1000mpa?s。
<工序(d)>
接著如圖4所示,從第1連接層1上除去剝離膜22。除去的方法沒(méi)有特別限定。
<工序(e)>
接著如圖5所示,在第1連接層1的與透光性轉(zhuǎn)印模20相反一側(cè)的表面形成主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第2連接層2。
第2連接層2是位于第1連接層1中導(dǎo)電粒子4不突出的一側(cè)的表面的層,通常是配置于ic芯片的凸點(diǎn)等的必須以高位置精度對(duì)準(zhǔn)的端子一側(cè)的層。第1連接層1中的導(dǎo)電粒子4與第2連接層2之間的固化率低的區(qū)域1x比除此之外的區(qū)域1y的固化率低,因此在各向異性導(dǎo)電連接時(shí)容易被排除,而導(dǎo)電粒子被固化率高的區(qū)域1y包圍,因此難以發(fā)生計(jì)劃外的移動(dòng)。因此可防止導(dǎo)電粒子的位置偏移(換言之,可使粒子捕獲效率提高),提高導(dǎo)電粒子的壓入性,降低導(dǎo)通電阻值,實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通可靠性。
第2連接層2的層厚過(guò)薄,則可能由于樹(shù)脂填充不足而發(fā)生導(dǎo)通不良,過(guò)厚則在壓接時(shí)發(fā)生樹(shù)脂的滲出,可能污染壓接裝置,因此優(yōu)選5-20μm,更優(yōu)選8-15μm。
<工序(f)>
接著如圖6所示,在第1連接層1的與第2連接層2相反一側(cè)的表面(導(dǎo)電粒子突出的面)上形成主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第3連接層3,由此得到各向異性導(dǎo)電膜100。由此,第1連接層和第3連接層的邊界成為起伏的狀態(tài),換言之該形狀為波浪形乃至凹凸形。這樣,通過(guò)采用膜內(nèi)存在的層中具有起伏的形狀,接合時(shí)可以提高主要與凸點(diǎn)的接觸面積增加的概率,結(jié)果有望提高粘合強(qiáng)度。另外,通過(guò)如此存在起伏,則容易獲得上述第3連接層3中存在粒子的狀態(tài)。這是由于:在設(shè)置第3連接層3的過(guò)程中,存在于第1連接層1中的起伏未隆起的部分的粒子會(huì)移動(dòng)至第3連接層3中。
第3連接層3通常配置于布線基板上的固體(ベタ)電極等相對(duì)不要求高的對(duì)準(zhǔn)精度的端子一側(cè)。該第3連接層3配置于第1連接層1的導(dǎo)電粒子4突出的一側(cè)。因此,在各向異性導(dǎo)電連接時(shí),第1連接層1的導(dǎo)電粒子4直接撞到布線基板等的電極上,發(fā)生變形,因此各向異性導(dǎo)電連接時(shí)的絕緣性樹(shù)脂即使發(fā)生流動(dòng)也難以移動(dòng)至計(jì)劃外的位置。因此,可防止導(dǎo)電粒子的位置偏移(換言之,可使粒子捕獲效率提高),提高導(dǎo)電粒子的壓入性,降低導(dǎo)通電阻值,實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通可靠性。
第3連接層3的層厚過(guò)薄,則在臨時(shí)粘貼到第2電子部件上時(shí)可能發(fā)生粘貼不良,過(guò)厚,則有導(dǎo)通電阻值增大的傾向,因此優(yōu)選0.5-6μm,更優(yōu)選1-5μm。
《第1、2和3連接層以及導(dǎo)電粒子的構(gòu)成材料》
由本發(fā)明的制造方法得到的圖6所示的各向異性導(dǎo)電膜100如已說(shuō)明的,具有第1連接層1被主要由絕緣性樹(shù)脂構(gòu)成的第2連接層2和第3連接層3夾持的3層結(jié)構(gòu)。該第1連接層1具有如下結(jié)構(gòu):根據(jù)各向異性導(dǎo)電膜100在制造時(shí)所使用的轉(zhuǎn)印模的開(kāi)口圖案,導(dǎo)電粒子4以向光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10的第3連接層3一側(cè)突出的方式以單層排列在平面方向上。這種情況下,優(yōu)選導(dǎo)電粒子在平面方向上隔開(kāi)一定的間隔,以規(guī)則排列的均等狀態(tài)排列。還具有如下結(jié)構(gòu):相鄰的導(dǎo)電粒子4之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1比導(dǎo)電粒子4附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2減薄。因此,未存在于需連接的端子之間而未被利用的導(dǎo)電粒子4會(huì)顯示圖7所示的行為。即,通過(guò)各向異性導(dǎo)電連接時(shí)的加熱加壓,導(dǎo)電粒子4之間相對(duì)較薄的絕緣性樹(shù)脂層熔斷,覆蓋導(dǎo)電粒子4,形成覆蓋層1d。從而可以極大的抑制短路的發(fā)生。
<第1連接層>
構(gòu)成所述的第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10可適當(dāng)采用公知的絕緣性樹(shù)脂層。例如可以采用:含有丙烯酸酯化合物和熱或光自由基聚合引發(fā)劑的熱或光自由基聚合型樹(shù)脂層、或使其熱或光自由基聚合得到的層;或者是含有環(huán)氧化合物和熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合引發(fā)劑的熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合型樹(shù)脂層、或使其熱或光陽(yáng)離子聚合或陰離子聚合得到的層。
其中,構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10可以采用含有丙烯酸酯化合物和熱自由基聚合引發(fā)劑的熱自由基聚合型樹(shù)脂層,優(yōu)選采用含有丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引發(fā)劑的光自由基聚合型樹(shù)脂層。由此,可以對(duì)光自由基聚合型樹(shù)脂層照射紫外線,使其光自由基聚合,形成第1連接層1。
<丙烯酸酯化合物>
在構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10中使用的丙烯酸酯化合物可以使用以往公知的自由基聚合性丙烯酸酯。例如可以使用單官能(甲基)丙烯酸酯(這里,(甲基)丙烯酸酯包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、雙官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯。本發(fā)明中,為了使粘合劑為熱固化性,優(yōu)選丙烯酸類(lèi)單體的至少一部分使用多官能(甲基)丙烯酸酯。
單官能(甲基)丙烯酸酯可舉出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲基丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸2-甲基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-丁基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸異壬基酯、(甲基)丙烯酸異癸基酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基酯、(甲基)丙烯酸正壬基酯、(甲基)丙烯酸正癸基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸嗎啉-4-基酯等。雙官能(甲基)丙烯酸酯可舉出:雙酚f-eo改性二(甲基)丙烯酸酯、雙酚a-eo改性二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二羥甲基二(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊二烯(甲基)丙烯酸酯等。三官能(甲基)丙烯酸酯可舉出:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷po改性(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸eo改性三(甲基)丙烯酸酯等。四官能以上的(甲基)丙烯酸酯可舉出:五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯等。除此之外也可以使用多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。具體可舉出:m1100、m1200、m1210、m1600(以上由東亞合成(株)制造)、ah-600、at-600(以上由共榮社化學(xué)(株)制造)等。
構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10中,丙烯酸酯化合物的含量過(guò)少,則有難以形成與第2連接層2的最低熔融粘度差的傾向,過(guò)多則固化收縮增大,有操作性降低的傾向,因此優(yōu)選2-70質(zhì)量%,更優(yōu)選10-50質(zhì)量%。
<光自由基聚合引發(fā)劑>
光自由基聚合引發(fā)劑可以從公知的光自由基聚合引發(fā)劑中適當(dāng)選擇使用。例如可舉出:苯乙酮類(lèi)光聚合引發(fā)劑、芐基縮酮類(lèi)光聚合引發(fā)劑、磷類(lèi)光聚合引發(fā)劑等。具體來(lái)說(shuō),苯乙酮類(lèi)光聚合引發(fā)劑可舉出:2-羥基-2-環(huán)己基苯乙酮(irgacure184,basf日本公司制造)、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮(darocur1173,basf日本公司制造)、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(irgacure651,basf日本公司制造)、4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮(darocur2959,basf日本制造)、2-羥基-1-{4-[2-羥基-2-甲基-丙?;鵠-芐基}苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(irgacure127,basf日本公司制造)等。芐基縮酮類(lèi)光聚合引發(fā)劑可舉出:二苯甲酮、芴酮、二苯并環(huán)庚酮、4-氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、4-羥基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮等。也可使用2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1(irgacure369,basf日本公司制造)。磷類(lèi)光聚合引發(fā)劑可舉出:雙(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦(irgacure819,basf日本公司制造)、(2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦(darocuretpo,basf日本公司制造)等。
相對(duì)于100質(zhì)量份的丙烯酸酯化合物,光自由基聚合引發(fā)劑的使用量如果過(guò)少,則光自由基聚合有不能充分進(jìn)行的傾向,過(guò)多則可能成為剛性降低的原因,因此優(yōu)選0.1-25質(zhì)量份,更優(yōu)選0.5-15質(zhì)量份。
<熱自由基聚合引發(fā)劑>
熱自由基聚合引發(fā)劑例如可舉出:有機(jī)過(guò)氧化物或偶氮類(lèi)化合物等,可優(yōu)選使用不產(chǎn)生導(dǎo)致氣泡的氮的有機(jī)過(guò)氧化物。
有機(jī)過(guò)氧化物可舉出:甲基乙基酮過(guò)氧化物、環(huán)己酮過(guò)氧化物、甲基環(huán)己酮過(guò)氧化物、乙酰丙酮過(guò)氧化物、1,1-雙(叔丁基過(guò)氧)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-雙(叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、1,1-雙(叔己基過(guò)氧)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-雙(叔己基過(guò)氧)環(huán)己烷、1,1-雙(叔丁基過(guò)氧)環(huán)十二烷、異丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化月桂酰、琥珀酸過(guò)氧化物、3,5,5-三甲基己酰過(guò)氧化物、過(guò)氧化苯甲酰、辛酰過(guò)氧化物、硬脂酰過(guò)氧化物、過(guò)氧二碳酸二異丙酯、過(guò)氧二碳酸二正丙酯、過(guò)氧二碳酸二-2-乙基己基酯、過(guò)氧二碳酸二-2-乙氧基乙酯、過(guò)氧二碳酸二-2-甲氧基丁基酯、過(guò)氧二碳酸雙-(4-叔丁基環(huán)己基)酯、(α,α-雙-新癸酰過(guò)氧)二異丙基苯、過(guò)氧新癸酸枯基酯、過(guò)氧新癸酸辛基酯、過(guò)氧新癸酸己基酯、過(guò)氧新癸酸叔丁基酯、過(guò)氧特戊酸叔己基酯、過(guò)氧特戊酸叔丁基酯、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己酰過(guò)氧)己烷、過(guò)氧-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、過(guò)氧-2-乙基己酸叔己基酯、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁基酯、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁基酯、過(guò)氧-3-甲基丙酸叔丁基酯、過(guò)氧月桂酸叔丁基酯、過(guò)氧-3,5,5-三甲基己酸叔丁基酯、過(guò)氧異丙基單碳酸叔己基酯、過(guò)氧異丙基碳酸叔丁基酯、2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰基過(guò)氧)己烷、過(guò)乙酸叔丁基酯、過(guò)苯甲酸叔己基酯、過(guò)苯甲酸叔丁基酯等。可以在有機(jī)過(guò)氧化物中添加還原劑,作為氧化還原類(lèi)聚合引發(fā)劑使用。
偶氮類(lèi)化合物可舉出:1,1-偶氮二(環(huán)己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基-丁腈)、2,2’-偶氮二丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、2,2’-偶氮二(2-脒基-丙烷)鹽酸鹽、2,2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]鹽酸鹽、2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]鹽酸鹽、2,2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮二[2-甲基-n-(1,1-雙(2-羥基甲基)-2-羥基乙基)丙酰胺]、2,2’-偶氮二[2-甲基-n-(2-羥基乙基)丙酰胺]、2,2’-偶氮二(2-甲基-丙酰胺)二水合鹽、4,4’-偶氮二(4-氰基-戊酸)、2,2’-偶氮二(2-羥基甲基丙腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯(二甲基2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯))、氰基-2-丙基偶氮甲酰胺等。
熱自由基聚合引發(fā)劑使用量過(guò)少,則固化不良,過(guò)多則產(chǎn)品壽命降低,因此相對(duì)于100質(zhì)量份的丙烯酸酯化合物,優(yōu)選為2-60質(zhì)量份,更優(yōu)選5-40質(zhì)量份。
<環(huán)氧化合物>
可以使構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10由如下層構(gòu)成:含有環(huán)氧化合物和熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合引發(fā)劑的熱或光陽(yáng)離子或陰離子聚合型樹(shù)脂層、或使其熱或光自由聚合得到的層。
構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10中含有含環(huán)氧化合物和熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑的熱陽(yáng)離子聚合型樹(shù)脂時(shí),環(huán)氧化合物可優(yōu)選舉出分子內(nèi)具有2個(gè)以上環(huán)氧基的化合物或樹(shù)脂。它們可以是液狀也可以是固體狀。具體可舉出:雙酚a、雙酚f、雙酚s、六氫雙酚a、四甲基雙酚a、二烯丙基雙酚a、氫醌、兒茶酚、間苯二酚、甲酚、四溴雙酚a、三羥基聯(lián)苯、二苯甲酮、雙間苯二酚、雙酚六氟丙酮、四甲基雙酚a、四甲基雙酚f、三(羥基苯基)甲烷、聯(lián)二甲苯酚、苯酚酚醛清漆樹(shù)脂(phenolnovolac)、甲酚酚醛清漆樹(shù)脂(cresolnovolac)等的多元酚與表氯醇反應(yīng)得到的縮水甘油基醚;或者是甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇(チレングリコール)、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂族多元醇與表氯醇反應(yīng)得到的聚縮水甘油基醚;對(duì)羥基苯甲酸、β-羥基萘甲酸等的羥基羧酸與表氯醇反應(yīng)得到的縮水甘油基醚酯;或者由鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸甲酯、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三酸、聚合脂肪酸等的多元羧酸得到的聚縮水甘油基酯;由氨基苯酚、氨基烷基苯酚得到的縮水甘油基氨基縮水甘油基醚;由氨基苯甲酸得到的縮水甘油基氨基縮水甘油基酯;由苯胺、甲苯胺、三溴苯胺、苯二甲胺、二氨基環(huán)己烷、二氨基甲基環(huán)己烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基砜等得到的縮水甘油基胺;環(huán)氧化聚烯烴等公知的環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)。還可以使用3,4-環(huán)氧基環(huán)己烯基甲基-3’,4’-環(huán)氧基環(huán)己烯甲酸酯等脂環(huán)式環(huán)氧化合物。
<熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑>
熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑可以采用作為環(huán)氧化合物的熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑而公知的化合物,例如通過(guò)熱產(chǎn)生可使陽(yáng)離子聚合型化合物進(jìn)行陽(yáng)離子聚合的酸的引發(fā)劑,可使用公知的碘
熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑的配合量過(guò)少,則有熱陽(yáng)離子聚合不能充分進(jìn)行的傾向,過(guò)多則可能成為剛性降低的原因,因此相對(duì)于100質(zhì)量份環(huán)氧化合物,優(yōu)選0.1-25質(zhì)量份,更優(yōu)選0.5-15質(zhì)量份。
<熱陰離子聚合引發(fā)劑>
熱陰離子聚合引發(fā)劑可以采用作為環(huán)氧化合物的熱陰離子聚合引發(fā)劑而公知的化合物,例如通過(guò)熱產(chǎn)生可使陰離子聚合性化合物進(jìn)行陰離子聚合的堿的引發(fā)劑,可使用公知的脂族胺類(lèi)化合物、芳族胺類(lèi)化合物、仲或叔胺類(lèi)化合物、咪唑類(lèi)化合物、聚硫醇類(lèi)化合物、三氟化硼-胺絡(luò)合物、雙氰胺、有機(jī)酸酰肼等,可優(yōu)選使用對(duì)溫度顯示良好的潛在性的膠囊化咪唑類(lèi)化合物。具體來(lái)說(shuō)可舉出asahikaseie-materials(旭化成イーマテリアルズ)(株)制造的novacure(ノバキュア)hx3941hp等。
熱陰離子聚合引發(fā)劑的配合量過(guò)少,則有固化不良的傾向,過(guò)多則有產(chǎn)品壽命降低的傾向,因此相對(duì)于100質(zhì)量份環(huán)氧化合物,優(yōu)選2-60質(zhì)量份,更優(yōu)選5-40質(zhì)量份。
<光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑和光陰離子聚合引發(fā)劑>
環(huán)氧化合物用的光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑或光陰離子聚合引發(fā)劑可以適當(dāng)使用公知的化合物。
<導(dǎo)電粒子>
構(gòu)成第1連接層1的導(dǎo)電粒子4可以從以往公知的各向異性導(dǎo)電膜中使用的粒子中適當(dāng)選擇使用。例如可舉出:鎳、鈷、銀、銅、金、鈀等的金屬粒子,被覆金屬的樹(shù)脂粒子等。可以將2種以上結(jié)合使用。
導(dǎo)電粒子4的平均粒徑過(guò)小,則無(wú)法對(duì)應(yīng)布線高度的偏差,導(dǎo)通電阻有升高的傾向,過(guò)大則有導(dǎo)致短路發(fā)生的傾向,因此優(yōu)選1-10μm,更優(yōu)選2-6μm。平均粒徑可通過(guò)常規(guī)的粒度分布測(cè)定裝置測(cè)定。
所述導(dǎo)電粒子4在第1連接層1中的存在量過(guò)少,則粒子捕獲效率降低,難以進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接,過(guò)多則可能發(fā)生短路,因此優(yōu)選每1平方mm為50-40000個(gè),更優(yōu)選200-20000個(gè)。
<第1連接層中的其它成分>
第1連接層1中可以根據(jù)需要結(jié)合使用苯氧基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、飽和聚酯樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、丁二烯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂等成膜樹(shù)脂。
構(gòu)成第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10是使包含丙烯酸酯化合物和光自由基聚合引發(fā)劑的光自由基聚合型樹(shù)脂層進(jìn)行光自由基聚合得到的層時(shí),優(yōu)選光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10中進(jìn)一步含有環(huán)氧化合物和熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑。這種情況下如后所述,優(yōu)選第2連接層2和第3連接層3也設(shè)為含有環(huán)氧化合物和熱陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑的熱陽(yáng)離子聚合型樹(shù)脂層。由此可以使層間剝離強(qiáng)度提高。
第1連接層1中,如圖6所示,優(yōu)選導(dǎo)電粒子4擠入第3連接層3中(換言之,導(dǎo)電粒子4露出于第1連接層1的表面)。這是因?yàn)?,如果?dǎo)電粒子完全埋沒(méi)于第1連接層1中,則可能由于絕緣性樹(shù)脂層的排除不足,使導(dǎo)通可靠性降低。擠入的程度過(guò)小,則粒子捕獲效率有降低傾向,過(guò)大則導(dǎo)通電阻有升高傾向,因此優(yōu)選為導(dǎo)電粒子的平均粒徑的10-90%,更優(yōu)選20-80%。
<第2連接層和第3連接層>
第2連接層2和第3連接層3均主要由絕緣性樹(shù)脂形成。絕緣性樹(shù)脂可以從公知的絕緣性樹(shù)脂中適當(dāng)選擇使用。可以由與第1連接層1的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層10同樣的材質(zhì)形成。
第3連接層3位于第1連接層1的導(dǎo)電粒子4一側(cè),通常是配置在ic芯片的凸點(diǎn)等的必須以高位置精度對(duì)準(zhǔn)的端子一側(cè)的層。而第2連接層2通常是配置在玻璃基板的固體電極等相對(duì)不要求高對(duì)準(zhǔn)精度的端子一側(cè)的層。
第3連接層3的層厚度過(guò)薄,則可能由樹(shù)脂填充不足導(dǎo)致發(fā)生導(dǎo)通不良,過(guò)厚則在壓接時(shí)發(fā)生樹(shù)脂滲出,可能污染壓接裝置,因此優(yōu)選5-20μm,更優(yōu)選8-15μm。另一方面,第2連接層2的層厚度過(guò)薄,則在臨時(shí)粘貼到第2電子部件上時(shí)可能發(fā)生粘貼不良,過(guò)厚則有導(dǎo)通電阻值增大的傾向,因此優(yōu)選0.5-6μm,更優(yōu)選1-5μm。
《各向異性導(dǎo)電膜的用途》
這樣得到的各向異性導(dǎo)電膜可在將ic芯片、ic模塊等第1電子部件與柔性基板、玻璃基板等第2電子部件通過(guò)熱或光進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接時(shí)優(yōu)選使用。這樣得到的連接構(gòu)造體也是本發(fā)明的一部分。這種情況下,將各向異性導(dǎo)電膜從其第2連接層一側(cè)臨時(shí)粘貼于布線基板等的第2電子部件,將ic芯片等的第1電子部件搭載于臨時(shí)粘貼的各向異性導(dǎo)電膜,由第1電子部件一側(cè)進(jìn)行熱壓接,這從提高連接可靠性方面考慮是優(yōu)選的。通過(guò)光連接時(shí),也可以結(jié)合使用熱壓接。
實(shí)施例
以下通過(guò)實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1-6
按照表1所示的配合組成,將丙烯酸酯和光自由基聚合引發(fā)劑等用乙酸乙酯或甲苯制備混合液,使固形成分為50質(zhì)量%。將該混合液以使干燥厚度為5μm的方式涂布在厚度為50μm的剝離處理聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜(剝離pet膜)上,在80℃的烘箱中干燥5分鐘,由此形成要作為第1連接層的光自由基聚合型的絕緣性樹(shù)脂層。
接著,準(zhǔn)備以縱橫9μm的間距設(shè)有直徑5.5μm、深度4.5μm的圓柱狀開(kāi)口的玻璃制的紫外線透過(guò)性轉(zhuǎn)印模,各開(kāi)口中分別容納一個(gè)平均粒徑4μm的導(dǎo)電粒子(ni/au鍍樹(shù)脂粒子,aul704,積水化學(xué)工業(yè)(株)制造)。使第1連接層用的絕緣性樹(shù)脂層與該轉(zhuǎn)印模的開(kāi)口形成面相對(duì),在60℃、0.5mpa的條件下自剝離膜一側(cè)加壓,由此將導(dǎo)電粒子壓入絕緣性樹(shù)脂層。由此形成了相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1(參照?qǐng)D2b)比導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2(參照?qǐng)D2b)減薄的絕緣性樹(shù)脂層。表1示出使用電子顯微鏡測(cè)定相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1、以及導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2的結(jié)果。計(jì)算t1相對(duì)于t2的比例[t1/t2],結(jié)果也一并表示。
接著,自該紫外線透過(guò)性轉(zhuǎn)印模一側(cè)對(duì)光自由基聚合型的絕緣性樹(shù)脂層照射波長(zhǎng)365nm、累積光量4000ml/cm2的紫外線,由此形成表面固定有導(dǎo)電粒子的第1連接層。
接著,剝?nèi)フ迟N在第1連接層上的剝離pet膜,使第1連接層露出。
接著,將熱固化性樹(shù)脂和潛在性固化劑等用乙酸乙酯或甲苯制備混合液,使固形成分為50質(zhì)量%。將該混合液以使干燥厚度為12μm的方式涂布在厚度50μm的剝離pet膜上,在80℃的烘箱中干燥5分鐘,由此形成第2連接層。通過(guò)同樣的操作形成干燥厚度3μm的第3連接層。
在60℃、0.5mpa的條件下將在剝離pet膜上形成的第2連接層層合在上述得到的第1連接層的露出面,從轉(zhuǎn)印模上取下層合體。將第3連接層同樣地層合在所取下的層合體的第1連接層導(dǎo)電粒子突出面,由此得到各向異性導(dǎo)電膜。
比較例1
與實(shí)施例1同樣地形成為第1連接層的前體層的光自由基聚合型的絕緣性樹(shù)脂層。
接著,準(zhǔn)備以縱橫9μm的間距設(shè)有直徑5.5μm、深度4.5μm的圓柱狀開(kāi)口的玻璃制的紫外線透過(guò)性轉(zhuǎn)印模,各開(kāi)口中分別容納一個(gè)平均粒徑4μm的導(dǎo)電粒子(ni/au鍍樹(shù)脂粒子,aul704,積水化學(xué)工業(yè)(株)制造)。使第1連接層用的絕緣性樹(shù)脂層與該轉(zhuǎn)印模的開(kāi)口形成面相對(duì),在40℃、0.1mpa的相對(duì)較弱的條件下自剝離膜一側(cè)加壓,由此將導(dǎo)電粒子轉(zhuǎn)印至絕緣性樹(shù)脂層表面。取下轉(zhuǎn)印了導(dǎo)電粒子的該膜,將導(dǎo)電粒子完全壓入到絕緣性樹(shù)脂層中,使樹(shù)脂層的表面平坦。
接著,由該紫外線透過(guò)性轉(zhuǎn)印模一側(cè)對(duì)埋入有導(dǎo)電粒子的光自由基聚合型的絕緣性樹(shù)脂層照射波長(zhǎng)365nm、累積光量4000ml/cm2的紫外線,由此形成平坦的第1連接層。
接著,剝?nèi)フ迟N在第1連接層上的剝離pet膜,使第1連接層露出。
將與實(shí)施例1同樣制作的3μm厚度的第3連接層和12μm厚度的第2連接層與該第1連接層層合,由此得到各向異性導(dǎo)電膜。
比較例2
表1的第1連接層用的樹(shù)脂組合物使用與實(shí)施例1相同的成分,均勻分散有導(dǎo)電粒子,由所得混合物制作厚度6μm的含導(dǎo)電粒子的樹(shù)脂膜。導(dǎo)電粒子在該含導(dǎo)電粒子的樹(shù)脂膜中的存在量是每1平方mm為20000個(gè),在60℃、0.5mpa的條件下粘貼與實(shí)施例1同樣地制作的厚度12μm的第2連接層,由此制作雙層結(jié)構(gòu)的各向異性導(dǎo)電膜。
<評(píng)價(jià)>
對(duì)于所得各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電粒子之間的平面方向均等排列,在形成平面均等排列時(shí),記為有該應(yīng)用(有),除此之外記為沒(méi)有應(yīng)用(無(wú))。對(duì)于導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度,在比導(dǎo)電粒子之間的中間區(qū)域的絕緣性樹(shù)脂層厚度(也包含層厚0)大時(shí),記為導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚有增大(有),除此之外的情況記為沒(méi)有(無(wú))。其結(jié)果表示在表1中。各向異性導(dǎo)電膜的構(gòu)成層數(shù)也一并示出。
使用所得各向異性導(dǎo)電膜,在180℃、80mpa、5秒的條件下將0.5×1.8×20.0mm大小的ic芯片(凸點(diǎn)尺寸30×85μm,凸點(diǎn)高度15μm,凸點(diǎn)間距50μm)安裝在0.5×50×30mm大小的コーニング公司制造的玻璃布線基板(1737f)上,得到連接構(gòu)造試樣體。通過(guò)電子顯微鏡觀察該連接構(gòu)造試樣體連接部的截面,如圖7所示,可確認(rèn)在導(dǎo)電粒子的周?chē)嬖诮^緣性樹(shù)脂層。
如以下說(shuō)明,對(duì)所得連接構(gòu)造試樣體試驗(yàn)評(píng)價(jià)“最低熔融粘度”、“粒子捕獲效率”、“導(dǎo)通可靠性”和“絕緣性”。所得結(jié)果如表1所示。
“最低熔融粘度”
使用旋轉(zhuǎn)式流變儀(tainstruments公司制造),在升溫速度10℃/分鐘、測(cè)定壓力5g恒定、使用測(cè)定板直徑8mm的條件下對(duì)構(gòu)成連接構(gòu)造試樣體的第1連接層和第2連接層各自的最低熔融粘度進(jìn)行測(cè)定。
“粒子捕獲效率”
按照以下數(shù)學(xué)式求出“加熱?加壓后(實(shí)際安裝后)的連接構(gòu)造試樣體凸點(diǎn)上實(shí)際捕獲的粒子量”與“加熱?加壓前的連接構(gòu)造試樣體凸點(diǎn)上存在的理論粒子量”的比例。實(shí)際應(yīng)用上希望為40%以上。
粒子捕獲效率(%)=
{[加熱加壓后凸點(diǎn)上的粒子數(shù)]/[加熱加壓前凸點(diǎn)上的粒子數(shù)]}×100
“導(dǎo)通可靠性”
將連接構(gòu)造試樣體放置于85℃、85%rh的高溫高濕環(huán)境下,測(cè)定初始和經(jīng)過(guò)500小時(shí)后的導(dǎo)通電阻值。實(shí)際應(yīng)用上,希望即使經(jīng)過(guò)500小時(shí)后電阻值也為10ω以下。
“絕緣性”
求出7.5μm距離的梳齒teg圖案的短路發(fā)生率。實(shí)際應(yīng)用上希望為100ppm以下。
[表1]
由表1可知,對(duì)于實(shí)施例1-6的各向異性導(dǎo)電膜,粒子捕獲效率、導(dǎo)通可靠性、絕緣性的各評(píng)價(jià)項(xiàng)目均顯示了實(shí)際應(yīng)用上優(yōu)選的結(jié)果。由實(shí)施例1-4的結(jié)果可知,如果第1、第2、第3連接層均為相同的固化體系,則它們的層之間發(fā)生反應(yīng),從而導(dǎo)電粒子的壓入性有些降低,導(dǎo)通電阻值有升高傾向。還可知,第1連接層為陽(yáng)離子聚合體系,則耐熱性比自由基聚合體系有所改善,因此,仍然是導(dǎo)電粒子的壓入性有些降低,導(dǎo)通電阻值有升高傾向。
與此相對(duì),對(duì)于比較例1的各向異性導(dǎo)電膜,在第1連接層中,相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的絕緣性樹(shù)脂層厚度并未比導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄,因此導(dǎo)通電阻性能有較大降低。對(duì)于以往的雙層結(jié)構(gòu)的比較例2的各向異性導(dǎo)電膜,電子捕獲效率有很大降低,絕緣性也出現(xiàn)問(wèn)題。
實(shí)施例7-8
如表2所示,形成第1連接層時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)自剝離膜一側(cè)的加壓的條件,使相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1(參照?qǐng)D2b)相對(duì)于導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2(參照?qǐng)D2b)為表2的比例[t1/t2],除此之外與實(shí)施例1同樣地制造各向異性導(dǎo)電膜。
<評(píng)價(jià)>
對(duì)于所得各向異性導(dǎo)電膜中導(dǎo)電粒子之間的平面方向均等排列,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。所得結(jié)果如表2所示。各向異性導(dǎo)電膜的構(gòu)成層數(shù)也一并示出。
使用所得各向異性導(dǎo)電膜,與實(shí)施例1同樣地得到了連接構(gòu)造試樣體。通過(guò)電子顯微鏡觀察該連接構(gòu)造試樣體的連接部的截面,如圖7所示,可確認(rèn)在導(dǎo)電粒子的周?chē)嬖诮^緣性樹(shù)脂層。
對(duì)于所得連接構(gòu)造試樣體,如以下的說(shuō)明,與實(shí)施例1同樣地試驗(yàn)評(píng)價(jià)“最低熔融粘度”、“粒子捕獲效率”和“絕緣性”。對(duì)于“導(dǎo)通可靠性”,如以下的說(shuō)明進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。所得結(jié)果如表2所示。
“導(dǎo)通可靠性”
將連接構(gòu)造試樣體放置于85℃、85%rh的高溫高濕環(huán)境下,以100小時(shí)的間隔取出,確認(rèn)導(dǎo)通電阻的升高。將導(dǎo)通電阻超過(guò)50ω的時(shí)間作為發(fā)生不良的時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用上希望為1000小時(shí)以上。
[表2]
由表2的結(jié)果可知,通過(guò)使相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1相對(duì)于導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2(參照?qǐng)D2b)的比例[t1/t2]為0.2-0.8,在導(dǎo)通可靠性、絕緣性、粒子捕獲效率的各項(xiàng)目中均得到了良好的結(jié)果。另外,隨著[t1/t2]的數(shù)值變小,特別是絕緣性有提高傾向。
實(shí)施例9-20
如表3所示,在形成第1連接層時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)自剝離膜一側(cè)的加壓的條件,使相鄰的導(dǎo)電粒子間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1(參照?qǐng)D2b)相對(duì)于導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2(參照?qǐng)D2b)為表2的比例[t1/t2],再根據(jù)需要,在形成第1連接層之后采用公知的擦抹方法,例如使用刮漿板等對(duì)第1連接層的表面進(jìn)行擦抹,除此之外與實(shí)施例1同樣地制造各向異性導(dǎo)電膜。
<評(píng)價(jià)>
對(duì)于所得各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電粒子之間的平面方向均等排列,在形成平面均等排列時(shí),記為有該應(yīng)用(有),除此之外記為沒(méi)有應(yīng)用(無(wú))。對(duì)于導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度,在比導(dǎo)電粒子之間的中間區(qū)域的絕緣性樹(shù)脂層厚度(也包含層厚0)大時(shí),記為導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度有增大(有),除此之外的情況記為沒(méi)有(無(wú))。其結(jié)果表示在表1或表2中。各向異性導(dǎo)電膜的構(gòu)成層數(shù)也一并示出。
對(duì)于實(shí)施例9-20,全部導(dǎo)電粒子中存在于第3連接層中的導(dǎo)電粒子的比例,是使用光學(xué)顯微鏡計(jì)測(cè)200μm×200μm的面積,將所得結(jié)果表示在表3中??梢源_認(rèn)存在于第3連接層中的導(dǎo)電粒子的比例帶來(lái)的影響。比例的數(shù)值為0的情形是導(dǎo)電粒子只存在于第1連接層中的情形,比例的數(shù)值為1的情形是導(dǎo)電粒子只存在于第3連接層3中的情形。
使用所得各向異性導(dǎo)電膜,與實(shí)施例1同樣地得到了連接構(gòu)造試樣體。通過(guò)電子顯微鏡觀察該連接構(gòu)造試樣體的連接部的截面,如圖7所示,可確認(rèn)在導(dǎo)電粒子的周?chē)嬖诮^緣性樹(shù)脂層。
對(duì)于所得連接構(gòu)造試樣體,如以下的說(shuō)明,與實(shí)施例1同樣地試驗(yàn)評(píng)價(jià)“最低熔融粘度”、“粒子捕獲效率”和“絕緣性”。對(duì)于“導(dǎo)通可靠性”,如以下的說(shuō)明進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。所得結(jié)果如表3所示。
“導(dǎo)通可靠性”
將連接構(gòu)造試樣體放置于85℃、85%rh的高溫高濕環(huán)境下,以100小時(shí)的間隔取出,確認(rèn)導(dǎo)通電阻的升高。將導(dǎo)通電阻超過(guò)50ω的時(shí)間作為發(fā)生不良的時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用上希望為1000小時(shí)以上。
[表3]
由表3的結(jié)果可知,通過(guò)使相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央?yún)^(qū)域的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1與導(dǎo)電粒子附近的光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2(參照?qǐng)D2b)的比例[t1/t2]為0.2-0.8,導(dǎo)通可靠性、絕緣性、粒子捕獲效率的各項(xiàng)目均得到了良好的結(jié)果。另外,隨著[t1/t2]的數(shù)值減小,特別是絕緣性有提高的傾向。
即使光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t1設(shè)為0時(shí)(實(shí)施例9、13、17),如果使光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2的厚度較厚、優(yōu)選比導(dǎo)電粒子直徑的等倍數(shù)還大但低于3倍,更優(yōu)選設(shè)定為1.25-2.2倍,則導(dǎo)通可靠性、絕緣性、粒子捕獲效率的各項(xiàng)目均得到良好的結(jié)果。還可知,使光聚合性絕緣性樹(shù)脂層厚度t2的厚度增厚,則全部導(dǎo)電粒子中的存在于第3連接層中的導(dǎo)電粒子的比例有增大傾向??芍词谷繉?dǎo)電粒子的過(guò)半數(shù)存在于第3連接層一側(cè),各向異性導(dǎo)電膜的性能也沒(méi)有特別問(wèn)題。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性
第1連接層被絕緣性的第2連接層和第3連接層夾持的3層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電膜中,第1連接層具有導(dǎo)電粒子以單層在絕緣性樹(shù)脂層的第3連接層一側(cè)的平面方向上排列的結(jié)構(gòu),并具有相鄰的導(dǎo)電粒子之間的中央的絕緣性樹(shù)脂層厚度比導(dǎo)電粒子附近的絕緣性樹(shù)脂層厚度減薄的結(jié)構(gòu)。因此有導(dǎo)電粒子以單層排列的各向異性導(dǎo)電膜中可實(shí)現(xiàn)良好的連接可靠性、良好的絕緣性和良好的粒子捕獲效率。由此,可用于ic芯片等電子部件與布線基板的各向異性導(dǎo)電連接。
符號(hào)說(shuō)明
1第1連接層
1x第1連接層中固化率低的區(qū)域
1y第1連接層中固化率高的區(qū)域
2第2連接層
3第3連接層
4導(dǎo)電粒子
10光聚合性絕緣性樹(shù)脂層
20透光性的轉(zhuǎn)印模
21開(kāi)口
22剝離膜
100各向異性導(dǎo)電膜。