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各向異性導(dǎo)電性膜的制作方法

文檔序號:11451957閱讀:199來源:國知局
各向異性導(dǎo)電性膜的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及各向異性導(dǎo)電性膜。



背景技術(shù):

各向異性導(dǎo)電性膜在將ic芯片等的電子部件安裝于基板時廣泛使用。近年來,在便攜電話、筆記本電腦等的小型電子設(shè)備中要求布線的高密度化,作為使各向異性導(dǎo)電性膜適應(yīng)該高密度化的方法,提出了以格子狀對各向異性導(dǎo)電性膜的絕緣粘接劑層均勻配置導(dǎo)電粒子,特別是,使用粒子直徑5μm以下的導(dǎo)電粒子,使它的排列相對于各向異性導(dǎo)電性膜的長邊方向以既定角度傾斜的方案(專利文獻(xiàn)1)。

另一方面,在cmos等的圖像傳感器或透鏡搭載到模塊基板的攝像模塊或小型攝像模塊中,從電絕緣性及熱絕緣性優(yōu)異方面來看多使用陶瓷制模塊基板(專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特許4887700號公報

專利文獻(xiàn)2:日本特表2013-516656號公報。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

然而,在陶瓷制模塊基板的表面有起伏。另外,在經(jīng)過利用印刷形成的端子圖案的燒結(jié)等而得到陶瓷基板上的端子的情況下,端子其本身的高度有時會有偏差。在利用各向異性導(dǎo)電性膜來將這樣的存在起伏的基板安裝于布線基板的情況下,粒子捕獲性在處于起伏的凸部的端子和處于凹部的端子有所不同,會出現(xiàn)導(dǎo)通特性有偏差這一問題。這是因為處于起伏的凸部的端子上的導(dǎo)電粒子在各向異性導(dǎo)電連接時因形成絕緣粘接劑層的樹脂熔化并流動而流動,變得難以被端子捕獲。該起伏還與陶瓷基板的制法有關(guān),但作為一個例子,高度成為20~50μm,且波長成為數(shù)百μm以上。

起伏的問題不限于陶瓷基板,例如在fr4基板(環(huán)氧玻璃基板)等的電極面的高度上也因基體材料而有偏差,作為一個例子,電極面的高度偏差的最大高低差為2~3μm。

相對于此,為了改善導(dǎo)通特性,可考慮使各向異性導(dǎo)電連接的加熱加壓條件設(shè)為更加高溫高壓,但是在模塊基板搭載有圖像傳感器或透鏡,因此通常需要在溫度190℃以下、壓力2mpa以下的低溫低壓條件下進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接。

因此,本發(fā)明課題是提供各向異性導(dǎo)電性膜,即便在如陶瓷制模塊基板那樣在表面具有起伏的基板形成的端子、或電極面自身有高度偏差的端子,也能以穩(wěn)定的導(dǎo)通特性連接。

用于解決課題的方案

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使規(guī)則排列在絕緣粘接劑層的導(dǎo)電粒子比cog(chiponglass)等的微小間距的端子上使用的各向異性導(dǎo)電性膜的導(dǎo)電粒子直徑大,進(jìn)而規(guī)定各向異性導(dǎo)電性膜的厚度與導(dǎo)電粒子直徑的關(guān)系,并且還規(guī)定其膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置,能夠解決上述課題,想到了本發(fā)明。

即,本發(fā)明提供各向異性導(dǎo)電性膜,包含絕緣粘接劑層、和在俯視觀察下規(guī)則排列在該絕緣粘接劑層的導(dǎo)電粒子,其中,導(dǎo)電粒子直徑為10μm以上,該膜的厚度為導(dǎo)電粒子直徑的等倍以上且3.5倍以下,該膜的厚度方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差幅度小于導(dǎo)電粒子直徑的10%。

另外,本發(fā)明提供以上述各向異性導(dǎo)電性膜各向異性導(dǎo)電性連接了第1電子部件和第2電子部件的連接構(gòu)造體。

發(fā)明效果

依據(jù)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電性膜,不僅是形成在表面平坦的基板的端子,即便是形成在如陶瓷制模塊基板那樣在表面有起伏的基板的端子、或在電極面自身有高度偏差的端子,也能以穩(wěn)定的導(dǎo)通電阻進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接。因而,依據(jù)本發(fā)明的連接構(gòu)造體,即便連接使用了陶瓷基板的攝像模塊,各連接端子也發(fā)揮良好的導(dǎo)通特性。

附圖說明

[圖1a]圖1a是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1a的俯視圖。

[圖1b]圖1b是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1a的截面圖。

[圖2]圖2是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1b的俯視圖。

[圖3]圖3是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1c的截面圖。

[圖4]圖4是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1d的截面圖。

[圖5]圖5是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1e的截面圖。

[圖6a]圖6a是攝像模塊的截面圖。

[圖6b]圖6b是攝像模塊的端子形成面的俯視圖。

[圖7]圖7是實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1f的俯視圖。

[圖8]圖8是陶瓷基板的起伏的測定方法的說明圖。

[圖9]圖9是陶瓷基板的表面凹凸的分布。

[圖10a]圖10a是評價用連接構(gòu)造體的俯視圖。

[圖10b]圖10b是評價用連接構(gòu)造體的截面圖。

具體實施方式

以下,一邊參照附圖,一邊詳細(xì)說明本發(fā)明。此外,各圖中,同一標(biāo)號表示同一或同等的結(jié)構(gòu)要素。

圖1a是本發(fā)明的一實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1a的俯視圖,圖1b是其截面圖。該各向異性導(dǎo)電性膜1a大體上使既定粒子直徑的導(dǎo)電粒子2以格子狀規(guī)則排列在絕緣粘接劑層3,并以既定膜厚形成。

<導(dǎo)電粒子直徑>

本發(fā)明中,從不僅在連接的基板的表面平坦的情況下,而且在如陶瓷制模塊基板那樣表面有起伏的情況下也能取得穩(wěn)定的導(dǎo)通方面來看,導(dǎo)電粒子2的粒子直徑(即,導(dǎo)電粒子直徑d)為10μm以上,優(yōu)選為15μm以上,更優(yōu)選為20μm以上。另外,從得到容易性方面來看,導(dǎo)電粒子2優(yōu)選為50μm以下,更優(yōu)選為30μm以下。

此外,本發(fā)明中導(dǎo)電粒子直徑d意味著導(dǎo)電粒子2的平均粒子直徑。

<粒子配置>

本發(fā)明中,導(dǎo)電粒子2在俯視觀察下規(guī)則排列在絕緣粘接劑層3,在本實施例的各向異性導(dǎo)電性膜1a中俯視觀察下以正方格子排列。此外,本發(fā)明中導(dǎo)電粒子2的規(guī)則排列為在導(dǎo)電粒子的平面配置上不會出現(xiàn)疏密的偏差的方式規(guī)則地排列即可。例如,使得沿膜的長邊方向提取10處面積1mm×1mm的區(qū)域并測定各區(qū)域中的導(dǎo)電粒子的粒子密度的情況下的粒子密度的最大值與最小值之差,相對于各區(qū)域的粒子密度的平均不到20%。為此使導(dǎo)電粒子以斜方格子、長方格子、6方格子等格子排列也可。通過這樣規(guī)則地排列,即便形成有端子的連接面有起伏也使導(dǎo)電粒子容易被端子捕獲,能夠顯著減少導(dǎo)通不良或短路的發(fā)生。另外,在通過對準(zhǔn)標(biāo)記來將電子部件對位并連接的情況下,即便因基板面的起伏而對準(zhǔn)標(biāo)記偏移,導(dǎo)電粒子也在端子被捕獲,能夠可靠地取得導(dǎo)通。

相對于此,在導(dǎo)電粒子2隨機(jī)分散的情況下,若各向異性導(dǎo)電性連接時導(dǎo)電粒子的粒子密度低的部分配置在模塊基板的處于起伏的凸部的端子上,則該端子上的導(dǎo)電粒子流動而會進(jìn)一步降低該部分的粒子密度,減少端子中的導(dǎo)電粒子的捕獲數(shù),容易引起導(dǎo)通不良。

在導(dǎo)電粒子2以格子排列的情況下,從穩(wěn)定端子中的粒子捕獲性的方面來看,優(yōu)選使格子軸相對于各向異性導(dǎo)電性膜的長邊方向傾斜。例如,如圖2所示在以長方格子排列導(dǎo)電粒子的各向異性導(dǎo)電性膜1b中,優(yōu)選使格子軸與膜長邊方向所成的角度θ為10~40°。另外,從提高端子中的粒子捕獲性的方面來看,優(yōu)選以使處于鄰接的格子軸的導(dǎo)電粒子2a、2b在膜長邊方向重疊的方式配置導(dǎo)電粒子2。

關(guān)于導(dǎo)電粒子2的規(guī)則排列,若鄰接的導(dǎo)電粒子的中心間距離過短則會容易發(fā)生短路,若過長則被端子捕獲的導(dǎo)電粒子數(shù)不足而不能進(jìn)行充分的導(dǎo)通連接,因此從防止短路和導(dǎo)通連接的穩(wěn)定性的方面來看,優(yōu)選使最靠近地鄰接的導(dǎo)電粒子彼此的中心間距離(在本實施例中正方格子的排列間距l(xiāng)1)為導(dǎo)電粒子直徑d的1.2~100倍,更優(yōu)選為1.5~80倍。

另一方面,各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度l2為導(dǎo)電粒子直徑d的等倍以上且3.5倍以下,優(yōu)選為3.0倍以下,更優(yōu)選為2.5倍以下,進(jìn)一步更優(yōu)選為導(dǎo)電粒子直徑d的1.1倍以上且2.3倍以下。若各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度l2過厚,則有可能形成絕緣粘接劑層3的樹脂從各向異性導(dǎo)電性連接的部分?jǐn)D出,或者降低端子的導(dǎo)通穩(wěn)定性,另外,當(dāng)將各向異性導(dǎo)電性膜形成為長帶狀,并纏在卷盤(reel)而保管時,出現(xiàn)絕緣粘接劑層從纏緊的各向異性導(dǎo)電性膜擠出這一問題。相反地,若各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度l2過薄,則不能充分地粘接各向異性導(dǎo)電性連接的端子的形成面彼此,特別是,在端子的形成面有起伏的情況下會難以可靠地粘接起伏凹部。相對于此,若使各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度l2為導(dǎo)電粒子直徑d的等倍以上且3.5倍以下,優(yōu)選為3.0倍以下,更優(yōu)選為接近2.5倍以下,則不會出現(xiàn)樹脂的擠出、導(dǎo)通穩(wěn)定性的下降、端子的形成面的粘接不良等的問題。進(jìn)而,通過使各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度l2接近導(dǎo)電粒子直徑d,各向異性導(dǎo)電性連接時的樹脂流動會相對減少,因此利用本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電性膜不僅在連接有起伏的基板的情況下,而且在連接無起伏的基板(例如玻璃基板等)的情況下,也提高端子中的導(dǎo)電粒子的捕獲性。

關(guān)于各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度方向的導(dǎo)電粒子2的配置,該膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差幅度小于導(dǎo)電粒子直徑d的10%。關(guān)于該偏差幅度,在各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面和背面的兩個面之中、導(dǎo)電粒子2明顯靠近一個表面而不均勻的情況下,作為該靠近一側(cè)的表面1y與各導(dǎo)電粒子2的距離l4的偏差幅度而測定,在除此以外的情況下,作為任意一個表面與各導(dǎo)電粒子的距離的偏差幅度而測定。更具體而言,在膜的長邊方向連續(xù)地提取100個導(dǎo)電粒子2,作為對各導(dǎo)電粒子2測定距離l4時的最大值與最小值之差δl4而得到。另外,偏差幅度δl4相對于導(dǎo)電粒子直徑的比例,就是偏差幅度δl4與平均的導(dǎo)電粒子直徑d的比例。此外,當(dāng)該偏差幅度δl4小于導(dǎo)電粒子直徑d的10%時,偏差幅度δl4通常為5μm以下,優(yōu)選為3μm以下,更優(yōu)選為2μm以下。

通過這樣使導(dǎo)電粒子2的膜厚方向的位置整齊,在利用各向異性導(dǎo)電性膜1a來各向異性導(dǎo)電性連接的情況下,使得施加到各端子的按壓力均勻,能夠減少端子中的導(dǎo)電粒子2的捕獲性的不勻。在各向異性導(dǎo)電性連接時施加到各端子的按壓力均勻的情況,能夠通過因各向異性導(dǎo)電性連接而在各端子上被導(dǎo)電粒子2形成的壓痕整齊的情況來確認(rèn)。

另外,在各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面和背面的兩個面之中,導(dǎo)電粒子2遠(yuǎn)離的一側(cè)的表面1x與各導(dǎo)電粒子2的距離l3,優(yōu)選為導(dǎo)電粒子直徑d的10%以上。

在各向異性導(dǎo)電性連接時,優(yōu)選使各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面和背面的兩個面之中導(dǎo)電粒子靠近一側(cè)的表面1y,朝向各向異性導(dǎo)電性連接的兩個電子部件之中最先粘著各向異性導(dǎo)電性膜的電子部件而進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接。例如,在各向異性導(dǎo)電性連接在連接面沒有起伏的柔性印刷基板和有起伏的陶瓷基板的情況下,使上述各向異性導(dǎo)電性膜的表面1y朝向有起伏的陶瓷基板。由此提高壓入的穩(wěn)定性,另外能夠由絕緣粘接劑層3吸收基板的撓曲,因此能夠在整個膜上顯著改善導(dǎo)通特性。此外,在使導(dǎo)電粒子2遠(yuǎn)離的一側(cè)的表面1x朝向有起伏的基板而進(jìn)行連接的情況下,也能改善有起伏的基板的端子上的導(dǎo)通特性的偏差。另外,本發(fā)明中,設(shè)為前述的距離l4的偏差幅度小于導(dǎo)電粒子直徑d的10%,但是距離l3的偏差幅度也可以不用小于導(dǎo)電粒子直徑的10%。

為了使各向異性導(dǎo)電性膜的一個表面1x與各導(dǎo)電粒子2的距離l3成為導(dǎo)電粒子直徑d的10%以上,如圖3所示,也可以使導(dǎo)電粒子2抵接到各向異性導(dǎo)電性膜1c的另一個表面1y,或者配置在另一個表面1y的附近。在該情況下也與上述同樣,優(yōu)選在各向異性導(dǎo)電性連接時使表面1y朝向最先粘著各向異性導(dǎo)電性膜的電子部件而進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接。

另外,優(yōu)選與各向異性導(dǎo)電性膜1a的厚度無關(guān)地,如圖1b所示,使各導(dǎo)電粒子2靠近各向異性導(dǎo)電性膜1a的單方表面1y。更具體而言,優(yōu)選使各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面1y與導(dǎo)電粒子2的距離l4小于導(dǎo)電粒子直徑d的等倍,更優(yōu)選為粒子直徑的30%以內(nèi)。也可以使導(dǎo)電粒子2與各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面1y共面地配置。特別是在膜的厚度大于粒子直徑的2.5倍的情況下,壓入時的樹脂流動會相對變大,因此從捕獲性的觀點來看導(dǎo)電粒子優(yōu)選設(shè)置在端子附近。

<導(dǎo)電粒子的粒子密度>

從導(dǎo)通可靠性方面來看,導(dǎo)電粒子2的粒子密度優(yōu)選為20~2000個/mm2,更優(yōu)選為40~1500個/mm2,進(jìn)一步更優(yōu)選為150~850個/mm2。

<導(dǎo)電粒子的構(gòu)成材料>

導(dǎo)電粒子2自身的構(gòu)成能夠從公知的各向異性導(dǎo)電性膜所利用的材料中適當(dāng)選擇而使用。例如,能舉出鎳、鈷、銀、銅、金、鈀等的金屬粒子;金屬包覆芯樹脂粒子的金屬包覆樹脂粒子等。也能夠一并使用2種以上。在此,金屬包覆樹脂粒子的金屬包覆能夠利用非電解鍍法、濺射法等的公知的金屬膜形成方法來形成。芯樹脂粒子既可以僅由樹脂形成,也可以為了提高導(dǎo)通可靠性而分散導(dǎo)電微粒。

<絕緣粘接劑層>

作為絕緣粘接劑層3,能夠適當(dāng)采用公知的在各向異性導(dǎo)電性膜中使用的絕緣性樹脂層。例如,能夠使用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脂層;包含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脂層;包含環(huán)氧化合物和熱陽離子聚合引發(fā)劑的熱陽離子聚合型樹脂層;包含環(huán)氧化合物和熱陰離子聚合引發(fā)劑的熱陰離子聚合型樹脂層等。另外,這些樹脂層能夠根據(jù)需要分別聚合。另外,絕緣粘接劑層3既可以由單一樹脂層形成,也可以由多個樹脂層形成。

絕緣粘接劑層3中,也可以根據(jù)需要加入二氧化硅微粒、氧化鋁、氫氧化鋁等的絕緣性填充物。絕緣性填充物的配合量,優(yōu)選相對于形成絕緣粘接劑層的樹脂100質(zhì)量份為3~40質(zhì)量份。由此,在各向異性導(dǎo)電性連接時即便絕緣粘接劑層3熔化,也能抑制導(dǎo)電粒子2因熔化的樹脂而無用地移動。

優(yōu)選絕緣粘接劑層3的粘著性較高。這是為了提高與有起伏的基板的粘貼性。特別是,在不能做到使導(dǎo)電粒子2與一個膜表面1x的距離l3為導(dǎo)電粒子直徑d的10%以上的情況下,強(qiáng)烈要求提高絕緣粘接劑層3的粘著性。

另外,從能夠精密配置導(dǎo)電粒子,且能夠防止因各向異性導(dǎo)電性連接時的壓入而樹脂流動給導(dǎo)電粒子的捕獲性帶來阻礙的情況的方面來看,絕緣粘接劑層3的最低熔化粘度(在各向異性導(dǎo)電性膜由多層的樹脂層形成的情況下其整體的最低熔化粘度),優(yōu)選為100~30000pa·s,更優(yōu)選為500~20000pa·s,特別優(yōu)選為1000~10000pa·s。利用旋轉(zhuǎn)式流變儀(tainstruments公司),利用升溫速度10℃/分鐘、測定壓力5g恒定、使用測定板直徑8mm這一條件進(jìn)行測定。

<各向異性導(dǎo)電性膜的制造方法>

作為以使導(dǎo)電粒子2在俯視觀察下規(guī)則排列、且膜厚方向的偏差幅度小于導(dǎo)電粒子直徑d的10%的方式制造各向異性導(dǎo)電性膜1a的方法,以機(jī)械加工或激光加工、光刻等的方法在平坦的金屬板制作具有與導(dǎo)電粒子2的配置對應(yīng)的凸部的模具,向該模具填充固化性樹脂,使之固化而制作凹凸反轉(zhuǎn)的樹脂模,將該樹脂模作為導(dǎo)電粒子用微空腔,向其凹部放入導(dǎo)電粒子,在其上填充絕緣粘接劑層形成用組合物,并使之固化,從模中取出即可。在從模取出的樹脂層上,根據(jù)需要,也可以進(jìn)一步層疊形成絕緣粘接劑層的樹脂層。通過這樣個別進(jìn)行對模的導(dǎo)電粒子的填充工序、和對模的絕緣粘接劑層的填充、剝離工序,能夠使導(dǎo)電粒子留在模的底部,因此能夠抑制導(dǎo)電粒子的膜厚方向的偏差幅度。

另外,作為以使導(dǎo)電粒子2抵接到各向異性導(dǎo)電性膜1a的表面1y附近或表面1y的方式,使導(dǎo)電粒子2的膜厚方向的位置整齊的方法,優(yōu)選向上述模填充導(dǎo)電粒子,在其上填充絕緣粘接劑層形成用組合物,并使之固化,將它從模中取出后,向絕緣粘接劑層壓入導(dǎo)電粒子,從而以單層形成絕緣粘接劑層。

<變形方式>

本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電性膜能夠采取各種方式。

例如,在由多個樹脂層形成絕緣粘接劑層3時,如圖4所示的各向異性導(dǎo)電性膜1d那樣,由粘接層4和uv固化層5形成絕緣粘接劑層3,以使各導(dǎo)電粒子2抵接到uv固化層5的表面的方式配置。而且,在uv固化層5上設(shè)置粘著層6。

在此,粘接層4及粘著層6能夠由利用上述熱或光來聚合的樹脂層形成。

uv固化層5通過使uv固化性的樹脂uv固化,能夠在更低溫下進(jìn)行導(dǎo)電粒子2的各向異性導(dǎo)電連接。由此,也能對應(yīng)要求連接條件低溫化的基板(例如塑料基板等)。

粘著層6為具有粘著性的樹脂層。由于粘著層6的存在,即便在端子的形成面有起伏,也能抑制各向異性導(dǎo)電性連接時各向異性導(dǎo)電性膜的位置偏移。預(yù)先,以使各向異性導(dǎo)電性膜的導(dǎo)電粒子的配置區(qū)域?qū)?yīng)于電子部件或基板的端子的形成位置的方式,在將各向異性導(dǎo)電性膜進(jìn)行對位后進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接的情況下,該效果特別顯著。粘著層6能夠?qū)⒔^緣粘接劑層壓在被保持在粘接層4及uv固化層5的導(dǎo)電粒子2上等而形成。

絕緣粘接劑層3的最低熔化粘度,如圖1b或圖3所示,與絕緣粘接劑層3作為各向異性導(dǎo)電性膜的樹脂層而以單層存在的情況同樣。在各向異性導(dǎo)電性膜設(shè)置粘接層4和uv固化層5和粘著層6的情況下,最低熔化粘度優(yōu)選存在粘接層4<uv固化層5≤粘著層6的關(guān)系。從抑制粒子的流動的方面來看,粘接層4的熔化粘度在80℃下優(yōu)選為3000pa·s以下,更優(yōu)選為1000pa·s以下,uv固化層5的熔化粘度在80℃下優(yōu)選為1000~20000pa·s,更優(yōu)選為3000~15000pa·s。另外,粘著層6的熔化粘度在80℃下優(yōu)選為1000~20000pa·s,更優(yōu)選為3000~15000pa·s。此外,這些粘度是例如使用旋轉(zhuǎn)式流變儀(tainstruments公司),利用升溫速度10℃/分鐘、測定壓力5g恒定、使用測定板直徑8mm這一條件測定的數(shù)值。

另外,如圖5所示的各向異性導(dǎo)電性膜1e那樣,也可以在固定導(dǎo)電粒子2的絕緣粘接劑層3的表面和背面這兩面設(shè)置粘接劑層4。由此,在各向異性導(dǎo)電性連接的電子部件的凸點厚度較厚的情況下,也能向凸點間填充樹脂,因此能夠良好地進(jìn)行各向異性導(dǎo)電性連接。

另外,根據(jù)需要,在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電性膜,形成針對各向異性導(dǎo)電性連接的電子部件的對準(zhǔn)標(biāo)記。

例如,如圖6a及圖6b所示的攝像模塊10那樣,在陶瓷基板11搭載有透鏡12和光學(xué)濾波器13和cmos等的芯片14,在陶瓷基板11的矩形的端子形成面,沿其3個邊排列有端子15,并在兩個角部附近形成有對準(zhǔn)標(biāo)記16,在該端子形成面各向異性導(dǎo)電性連接柔性印刷基板的情況下,如圖7所示的各向異性導(dǎo)電性膜1f那樣,以與端子15的排列區(qū)域?qū)?yīng)的方式形成導(dǎo)電粒子以格子狀配置的導(dǎo)電粒子的配置區(qū)域2a,并能在陶瓷基板11的與對準(zhǔn)標(biāo)記16對應(yīng)的位置形成對準(zhǔn)標(biāo)記7。該對準(zhǔn)標(biāo)記7能夠通過對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子的配置來形成。

在此對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子能夠使用與導(dǎo)通連接用的導(dǎo)電粒子2同樣的導(dǎo)電粒子,但是對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子的粒子直徑也可以小于導(dǎo)電粒子2的粒子直徑,例如,為導(dǎo)電粒子直徑的1/5~1/3。

作為使用粒子直徑比導(dǎo)通連接用的導(dǎo)電粒子2小的對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子來在各向異性導(dǎo)電性膜形成對準(zhǔn)標(biāo)記7的方法,制作為了在制造各向異性導(dǎo)電性膜時使導(dǎo)電粒子規(guī)則排列而使用的、具有比具有凹部的模(導(dǎo)電粒子用微空腔)小型的凹部的模(對準(zhǔn)標(biāo)記用微空腔),向該空腔,首先放入導(dǎo)通連接用的導(dǎo)電粒子,接著放入對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子。由于對準(zhǔn)標(biāo)記用微空腔小于導(dǎo)通連接用的導(dǎo)電粒子的直徑,因此不會出現(xiàn)導(dǎo)通連接用的導(dǎo)電粒子進(jìn)入對準(zhǔn)標(biāo)記用微空腔的情況。在導(dǎo)電粒子進(jìn)入到導(dǎo)電粒子用微空腔、對準(zhǔn)標(biāo)記用粒子進(jìn)入到對準(zhǔn)標(biāo)記用微空腔后,在其上填充絕緣粘接劑層形成用組合物,并使之固化,將它從空腔取出。這樣,能夠制造具有對準(zhǔn)標(biāo)記7的各向異性導(dǎo)電性膜。

此外,如圖7所示,優(yōu)選在各向異性導(dǎo)電性膜1f從導(dǎo)電粒子的配置區(qū)域2a遠(yuǎn)離地形成對準(zhǔn)標(biāo)記7,并設(shè)置起模斜度(抜きしろ)8。由此將各向異性導(dǎo)電性膜1f使用于各向異性導(dǎo)電性連接時的切斷變得容易。

另外,對準(zhǔn)標(biāo)記也可以通過激光照射等來使絕緣性粘合劑局部固化而形成。

<各向異性導(dǎo)電性連接>

各向異性導(dǎo)電性膜1a能夠使用于柔性基板、玻璃基板等的第1電子部件的連接端子與攝像模塊、ic模塊、ic芯片等的第2電子部件的連接端子的各向異性導(dǎo)電性連接。在該情況下,即便如陶瓷制模塊基板那樣在表面有高度20~50μm左右的起伏,無論處于起伏的凸部的端子還是處于凹部的端子都能分別與對置的端子良好地導(dǎo)通連接。另外,作為適合各向異性導(dǎo)電性連接的端子,能舉出寬度20~1000μm、間距40~1500μm。

本發(fā)明包含第1電子部件和第2電子部件利用本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電性膜來各向異性導(dǎo)電性連接的連接構(gòu)造體,特別包含第1電子部件為布線基板、第2電子部件為攝像模塊的方式。

實施例

以下,通過實施例來具體說明本發(fā)明。

實施例1~10、比較例1~6

(1)各向異性導(dǎo)電性膜的制造

如表1a及表1b所示,制作了將既定粒子直徑的導(dǎo)電粒子(積水化學(xué)工業(yè)(株)、micropearl)以格子狀或隨機(jī)配置在絕緣粘接劑層的各向異性導(dǎo)電性膜。在該情況下,為了形成絕緣粘接劑層,由苯氧基樹脂(新日鐵住金化學(xué)(株)、yp-50)60質(zhì)量份、微膠囊型潛伏性固化劑(旭化成e-materials(株)、novacurehx3941hp)40質(zhì)量份、二氧化硅填充物(日本aerosil(株)、aerosilr200)20質(zhì)量份調(diào)制陰離子類環(huán)氧樹脂組合物,將它涂敷到膜厚50μm的pet膜上,在80℃的烤箱干燥5分鐘,在pet膜上形成由絕緣性樹脂構(gòu)成的粘著層。

另一方面,通過對鎳板進(jìn)行切削加工來制作以表1a及表1b所示的密度具有凸部為4方格子的圖案的模具,使公知的透明性樹脂的顆粒(pellet)以熔化的狀態(tài)流入該模具,冷卻并固定,從而形成凹部為同表所示的圖案的樹脂模。向該樹脂模的凹部填充導(dǎo)電粒子,在其上覆蓋上述絕緣性樹脂的粘著層,照射紫外線而使絕緣性樹脂所包含的固化性樹脂固化。然后,從模剝離絕緣性樹脂,制造了各實施例及比較例1的各向異性導(dǎo)電性膜。另外,導(dǎo)電粒子隨機(jī)分散的比較例2~6的各向異性導(dǎo)電性膜,是通過以自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)式混合裝置((株)thinky)攪拌導(dǎo)電粒子和絕緣性樹脂而得到導(dǎo)電粒子的分散物,并形成該分散物的涂膜而制造。

(2)評價

利用以(1)制造的各向異性導(dǎo)電性膜(膜寬度1.2mm),以加壓工具寬度1mm加熱加壓(180℃、1mpa、20秒)柔性印刷基板(銅布線:線/間距(space)(l/s)=100μm/100μm、端子高度:12μm、聚酰亞胺厚度:25μm)和氧化鋁制陶瓷基板(金/鎢布線:線/間距(l/s)=100μm/100μm、布線高度:10μm、基板厚度:0.4mm),得到了連接構(gòu)造體。

利用表面粗糙度儀((株)小坂研究所制、surfcorderse-400)來測定了該陶瓷基板的端子形成面的起伏。在該情況下,如圖8中以箭頭所示那樣,使表面粗糙度儀的觸針沿陶瓷基板11中的端子15的排列方向掃描,得到表面凹凸的分布。將該分布示于圖9。在各實施例及比較例中使用的陶瓷基板具有相同程度的起伏。

對于各連接構(gòu)造體,如下評價了(a)導(dǎo)電粒子的捕獲效率(ave、min);(b)導(dǎo)通電阻;(c)導(dǎo)通可靠性;(d)絕緣性評價1(橫跨端子間整個間隔的導(dǎo)電粒子的成列);(e)絕緣性評價2(端子間間隔中的導(dǎo)電粒子的50μm以上的成列);(f)膜厚方向的粒子位置;(g)粘貼性;(h)粘接強(qiáng)度;(i)擠出評價;(j)綜合評價。將這些結(jié)果示于表1a及表1b。

(a)導(dǎo)電粒子的捕獲效率(ave、min)

從連接構(gòu)造體除去柔性印刷基板,觀察柔性印刷基板和陶瓷基板,從而對陶瓷基板的處于起伏的凸部的端子和處于凹部的端子各1000個,根據(jù)被各端子捕獲的導(dǎo)電粒子的數(shù)量,由下式算出捕獲效率,并求出了其平均值(ave)和最小值(min)。

捕獲效率=(觀察到的捕獲數(shù)/理論捕獲數(shù))×100

理論捕獲數(shù)=(粒子密度×端子面積)

理想的導(dǎo)電粒子的捕獲效率,因各向異性導(dǎo)電性連接的電子部件的種類或用途而不同,若少則導(dǎo)致導(dǎo)通可靠性的下降,因此通常優(yōu)選為在凹部最小值(min)20%以上,更優(yōu)選為30%以上。

此外,一般攝像模塊為高價的電子部件,加熱加壓耐性差,因此優(yōu)選能夠極力避免將攝像模塊連接到布線基板時的連接不良造成的重貼。從這樣的方面來看,最小值(min)優(yōu)先超過80%。

(b)導(dǎo)通電阻

使用數(shù)字萬用表(34401a、agilent-technologies(株)制),以4端子法測定了流過電流1ma時的連接構(gòu)造體的導(dǎo)通電阻。將測定到的電阻值2ω以下設(shè)為“ok”,超過2ω的設(shè)為“ng”。

(c)導(dǎo)通可靠性

與(b)同樣地測定將連接構(gòu)造體置于溫度85℃、濕度85%rh的恒溫槽500小時后的導(dǎo)通電阻,將該導(dǎo)通電阻為2ω以下,且導(dǎo)通電阻沒有上升的設(shè)為“ok”,除此以外設(shè)為“ng”。

(d)絕緣性評價1(橫跨端子間整個間隔的導(dǎo)電粒子的成列)

對于連接構(gòu)造體的100μm的端子間間隔450處,計數(shù)橫跨布線間整個間隔的粒子的成列。那樣的成列哪怕只有1個,絕緣性評價也成為“ng”。

(e)絕緣性評價2(端子間間隔中的導(dǎo)電粒子的50μm以上的成列)

對于連接構(gòu)造體的100μm的端子間間隔450處,計數(shù)了導(dǎo)電粒子的50μm以上的成列。

(f)膜厚方向的粒子位置

測定了各向異性導(dǎo)電性膜的膜厚方向的粒子位置,作為從朝著柔性印刷基板側(cè)的膜表面起的距離(fpc側(cè)距離)和從朝著陶瓷基板側(cè)的膜表面起的距離(陶瓷基板側(cè)距離)。該測定是通過顯微鏡觀察各向異性導(dǎo)電性膜的截面來進(jìn)行的。

此外,在各實施例及比較例中,膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差幅度小于導(dǎo)電粒子直徑的10%。

(g)粘貼性

將形成在pet膜上的各向異性導(dǎo)電性膜,臨時粘貼在陶瓷基板(60℃、1mpa、1秒)后,以目視觀察剝離pet膜時各向異性導(dǎo)電性膜有無卷縮,將無卷縮的情況設(shè)為“ok”,有卷縮的情況設(shè)為“ng”。

(h)粘接強(qiáng)度

通過利用拉伸實驗機(jī)進(jìn)行的90度剝離來測定連接構(gòu)造體的柔性印刷基板與陶瓷基板的粘接強(qiáng)度。該粘接強(qiáng)度在6n以上的情況下被評價為“ok”,小于6n的情況下被評價為“ng”。

(i)擠出評價

將沒有樹脂從連接構(gòu)造體的柔性印刷基板與陶瓷基板的接合部分?jǐn)D出、或小于1mm的情況設(shè)為“ok”,將樹脂的擠出為1mm以上設(shè)為“ng”。

(j)綜合評價

將在(a)、(b)、(c)、(d)、(g)、(h)、(i)、(j)的評價中全部為“ok”的情況設(shè)為“ok”,哪怕只有一個“ng”的情況設(shè)為“ng”。

[表1a]

[表1b]

由表1a及表1b可知,利用了導(dǎo)電粒子直徑為10μm以上,導(dǎo)電粒子規(guī)則排列,膜厚為導(dǎo)電粒子直徑的等倍至2.5倍以下的實施例1~10的各向異性導(dǎo)電性膜的連接構(gòu)造體,其捕獲效率的平均值、最小值均超過90%,不管在陶瓷基板有沒有起伏,捕獲效率沒有不勻,綜合評價優(yōu)異。

相對于此,可知在導(dǎo)電粒子直徑小于10μm的比較例1中因陶瓷基板的起伏而捕獲效率較低,導(dǎo)通特性也差。

另外,由比較例2~6可知,即便導(dǎo)電粒子直徑為10μm以上,如果導(dǎo)電粒子隨機(jī)配置則捕獲效率也不穩(wěn)定,特別是在陶瓷基板的凸部,捕獲效率容易變低。

進(jìn)而根據(jù)比較例5,如果導(dǎo)電粒子隨機(jī)配置且膜厚度小于導(dǎo)電粒子直徑的1.0倍則因粒子集合體的影響而粘著性下降,粘貼性變差。

另外,由比較例6可知,當(dāng)膜厚度超過導(dǎo)電粒子直徑的2.5倍時容易從連接構(gòu)造體擠出樹脂。

另外,可知不管在導(dǎo)電粒子從各向異性導(dǎo)電性膜的表面和背面的任一表面都遠(yuǎn)離導(dǎo)電粒子直徑的10%以上的實施例1~6中,還是在導(dǎo)電粒子處于絕緣粘接劑層的表面附近、或抵接到絕緣粘接劑層的實施例7~9中,導(dǎo)電粒子都規(guī)則排列,且導(dǎo)電粒子的膜厚方向的偏差都得到抑制,從而,即便在基板有起伏也難以出現(xiàn)導(dǎo)電粒子密度過度變疏的部分,在粘合上沒有問題。

實施例11、比較例7~10

(1)各向異性導(dǎo)電膜的制造

為了調(diào)查導(dǎo)電粒子的粒子密度的偏差、或膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差,對改變端子的有效連接面積時的導(dǎo)電粒子的捕獲性或短路的發(fā)生產(chǎn)生的影響,依照實施例1,制作了將粒子直徑20μm的導(dǎo)電粒子(積水化學(xué)工業(yè)(株)、micropearl)以4方格子在俯視觀察下的粒子密度(即,平均粒子密度)250個/mm2排列的各向異性導(dǎo)電性膜(膜厚25μm)(實施例11)。另外,依照比較例2,制作了將粒子直徑20μm的導(dǎo)電粒子以表2所示的平均粒子密度隨機(jī)配置的各向異性導(dǎo)電性膜(膜厚25μm)(比較例7~10)。在該情況下,絕緣粘接劑層由2官能丙烯酸酯(a-200、新中村化學(xué)工業(yè)(株))30質(zhì)量份、苯氧基樹脂(yp50、東都化成(株))40質(zhì)量份、尿烷丙烯酸酯(u-2ppa、新中村化學(xué)工業(yè)(株))20質(zhì)量份、磷酸酯型丙烯酸酯(pm-2、日本化藥(株))5質(zhì)量份、脂肪族類過氧化物(peroyll、日本油脂(株))3質(zhì)量份、芐基過氧化物(naverbw、日本油脂(株))2質(zhì)量份進(jìn)行調(diào)制。

(2)俯視觀察下的導(dǎo)電粒子的疏密偏差

以(1)制作的各向異性導(dǎo)電性膜的俯視觀察下的導(dǎo)電粒子的疏密偏差是這樣求出的:對于各個膜,沿膜的長邊方向提取10處面積1mm×1mm的區(qū)域,測定各區(qū)域中的導(dǎo)電粒子的俯視觀察下的粒子密度,求出其最大值與最小值之差δd,并求出該差δd相對于平均粒子密度的比例。將結(jié)果示于表2。

(3)膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差

關(guān)于以(1)制作的各向異性導(dǎo)電性膜,為了評價膜厚方向的導(dǎo)電粒子的位置的偏差幅度,通過電子顯微鏡觀察膜截面,對于該膜截面中的連續(xù)的200個導(dǎo)電粒子,測定膜面的一方與導(dǎo)電粒子的距離,求出200個測定值的最大與最小之差(n=200)。將結(jié)果示于表2。

[表2]

(4)導(dǎo)電粒子的捕獲性

利用以(1)制作的各向異性導(dǎo)電性膜(膜寬度1.2mm)來以工具寬度1mm加熱加壓(150℃、2mpa、6秒)柔性印刷基板(銅布線、線/間距(l/s)=100μm/100μm、端子數(shù)150根)和陶瓷基板(金/鎢布線、線/間距(l/s)=100μm/100μm、端子數(shù)150根),得到了評價用連接構(gòu)造體。在該情況下,如圖10a、圖10b所示,使柔性印刷基板20的端子21與陶瓷基板30的端子31以既定寬度錯開而對置,使對置的每個端子的有效連接面積(圖10a中以點涂滿的部分的面積)sv大體為如下5種而不同。

有效連接面積1:45000μm2

有效連接面積2:50000μm2

有效連接面積3:60000μm2

有效連接面積4:80000μm2

有效連接面積5:100000μm2

對于有效連接面積不同的5種評價用連接構(gòu)造體,計算由對置的端子捕獲的導(dǎo)電粒子數(shù),按每個連接構(gòu)造體求出由全部端子數(shù)150根捕獲的導(dǎo)電粒子數(shù)的平均值,按以下的基準(zhǔn)評價了該平均值。將結(jié)果示于表3。

a:5以上(實用上,優(yōu)選)

b:3~4個(實用上,無問題)

c:小于2個(實用上,有問題)

[表3]

由表3可知,導(dǎo)電粒子規(guī)則排列的實施例11,與隨機(jī)配置的比較例7~10相比,俯視觀察下的導(dǎo)電粒子的偏差以及膜厚方向的粒子位置的偏差都少,盡管粒子密度低于比較例8~10,但是導(dǎo)電粒子還是被有效連接面積小的端子捕獲。

(5)短路

與(4)同樣地錯開對置的端子,得到了端子間距離ls(圖10b)大體如以下那樣不同的5種評價用連接構(gòu)造體。

端子間距離a:35μm

端子間距離b:50μm

端子間距離c:60μm

端子間距離d:70μm

端子間距離e:80μm

對于端子間距離不同的5種評價用連接構(gòu)造體,將端子間填滿導(dǎo)電粒子而發(fā)生短路的情況評價為“ng”,在端子間不發(fā)生短路的情況評價為“ok”。將結(jié)果示于表4。

[表4]

由表4可知,在粒子密度低于實施例11的比較例7中,容易引起短路與實施例11是相同程度的,但是在粒子密度只是稍高于實施例11的比較例8中,短路遠(yuǎn)比實施例11容易引起,因此,如果導(dǎo)電粒子隨機(jī)配置,則端子間距離的寬窄會對短路的發(fā)生產(chǎn)生大的影響。這認(rèn)為是出于以下原因:如果導(dǎo)電粒子隨機(jī)分散,則有導(dǎo)電粒子以2個、3個連結(jié)而存在的情況,如果端子間距離變窄,則變得明顯容易引起短路。

標(biāo)號說明

1a、1b、1c、1d、1e、1f 各向異性導(dǎo)電性膜;1x、1y 各向異性導(dǎo)電性膜的表面;2、2a、2b 導(dǎo)電粒子;2a 導(dǎo)電粒子的配置區(qū)域;3 絕緣粘接劑層;4 粘接層;5 uv固化層(絕緣粘接劑層);6 粘著層;7 對準(zhǔn)標(biāo)記;8 起模斜度;10 攝像模塊;11 陶瓷基板;12 透鏡;13 光學(xué)濾波器;14 芯片;15 端子;16 對準(zhǔn)標(biāo)記;d 導(dǎo)電粒子直徑;l1 排列間距;l2 各向異性導(dǎo)電性膜的厚度;l3 各向異性導(dǎo)電性膜的一個表面與導(dǎo)電粒子的距離;l4 各向異性導(dǎo)電性膜的另一個表面與導(dǎo)電粒子的距離;ls 端子間距離;sv 有效連接面積。

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