专利名称：电路连接用粘接膜及用途、结构体及制造方法和连接方法
技术领域：
本发明涉及电路连接用粘接膜及其用途、电路连接结构体及其制造方法以及电路部件的连接方法。
背景技术：
一直以来，为了将半导体元件与基板、尤其是液晶等平板显示器(FPD)用的玻璃基板进行连接，一直使用通过加热而固化的热固性粘接剂膜。作为热固性的粘接剂膜，广泛使用含有作为热固性树脂的环氧树脂的材料，环氧树脂在通过加热而固化时，形成了机械强度高的聚合物，因此半导体元件和液晶显示器通过该粘接剂膜而牢固连接，可以得到可靠性高的电气装置。近年来，逐渐向着使用含有与环氧树脂相比，可以在更低温度下固化的丙烯酸酯的粘接剂膜发展然而，在使用粘接剂膜连接玻璃基板和半导体元件的情况下，在加热粘接剂膜时， 通过热传导而进行加热，产生热膨胀，因此存在半导体元件拉伸的情况。因此，在加热结束后对整体进行冷却时，存在拉伸的半导体元件收缩，随着该收缩，在构成FPD的玻璃基板上产生了翘曲等变形的情况。在玻璃基板上产生变形时，位于变形部分的显示器显示图像产生了混乱。迄今为止，为了抑制翘曲等变形，已知有各种方法。例如，已经报道了使膜介于加热及加压工具、和半导体元件之间进行连接的方法(日本特开2006-2^1 号公报)，及在进行加热和加压工序后，进行加热的方法(日本特开2004-200230号公报)。此外，最近还可知一种在粘接剂膜中使用可以进行应力缓和的材料的方法(日本特开2004-277573号公报、日本专利第；3477367号公报)。
发明内容
然而，虽然使用可以进行应力缓和的材料可以抑制玻璃基板的变形，但存在有连接可靠性下降的问题。此外，存在有形成粘接剂膜时的成膜性下降，难以稳定得到粘接剂膜的情况。此外，特别是随着玻璃基板和半导体元件的厚度变薄，存在有容易显著产生翘曲 (玻璃基板的变形)的倾向。因此，本发明的目的是提供一种即使在用于连接厚度比以往的电路基板薄的玻璃基板和半导体元件时，也可以维持优异的连接可靠性，同时可以抑制玻璃基板的变形，并且成膜性也优异的电路连接用粘接膜及其用途，以及使用该粘接膜的电路连接结构体及其制造方法和电路部件的连接方法。本发明人为了解决上述问题而进行了积极研究，结果发现电路部件产生变形是由于安装后(固化后)的电路连接用粘接膜的内部应力过高，此外连接可靠性下降是由于在安装后的电路连接用粘接膜中产生了弹性模数过低的部分。还可知，特别是在弹性模数局部过低的情况下，相对的电极彼此难以保持导电粒子的扁平，因此存在有连接可靠性下降的倾向。
基于该见解而做了进一步的研究，发现在将厚度薄的电路部件彼此连接时，通过使用具有规定的层构成的电路连接用粘接膜，可以保持高连接可靠性，并且可以抑制基材的变形，从而完成了本发明。即，本发明提供一种电路连接用粘接膜，其具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、和含有粘接剂组合物但不含有导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式(1)的关系，并且该电路连接用粘接膜用于使在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1 电路部件、和在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件，在使第1电路电极和第2电路电极相对的状态下电连接。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)如果是这样的电路连接用粘接膜，则由于导电性粘接剂层的厚度相对于绝缘性粘接剂层的厚度的比具有规定的值，因此，即使在膜固化后，也可以将固化物内的内部应力抑制为较低，并且可以使固化物整体具有均一且充分的弹性模数。由此，即使在用于具备厚度为0. 3mm以下的电路基板的电路部件彼此的连接时，也可以抑制电路部件的变形，并同时得到良好的连接可靠性。此外，由于电路连接用粘接膜具有导电性粘接剂层和绝缘性粘接剂层这两层，因此相对的电极彼此容易捕捉导电粒子，可以提高连接可靠性。由此，可以得到良好的连接可靠性。此外，优选导电性粘接剂层中含有的粘接剂组合物包含(a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂。通过粘接剂层具有上述这样的规定的层构成，同时导电性粘接剂层中的粘接剂组合物包含(a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂，从而可以得到成膜性、耐热性和粘接性更优异的电路连接用粘接膜。对于本发明的电路连接用粘接膜而言，其导电性粘接剂层和/或绝缘性粘接剂层可以进一步含有(d)绝缘性粒子。由此，可以维持更优异的连接可靠性。本发明还提供一种电路连接结构体，其具备在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件、在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极，并且配置为第2电路电极与第1电路电极相对，以及使第2电路电极与第1电路电极电连接的第2电路部件、和介于第1电路部件和第2电路部件之间的连接部，连接部是本发明的电路连接用粘接膜的固化物。如果是这样的电路连接结构体，则由于连接部由本发明的电路连接用粘接膜的固化物形成，因此可以将电路连接结构体内的内部应力抑制为较低，并且可以抑制弹性模数过低部分的产生。因此，可以抑制电路部件的变形，同时可以实现优异的连接可靠性。本发明进一步提供一种电路连接结构体的制造方法，其包括使上述本发明的电路连接用粘接膜介于具备在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件以及在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件的一对电路部件之间，得到叠层体的工序，和通过对叠层体进行加热和加压， 使电路连接用粘接膜固化，从而形成介于一对电路部件之间、以使相对配置的第1电路电极和第2电路电极电连接的方式粘接一对电路部件彼此的连接部的工序。如果是这样的制造方法，则能够制造可以抑制电路部件的变形，同时可以实现优异的连接可靠性的电路连接结构体。此外，本发明提供一种电路部件的连接方法，其中，在使第1电路电极和第2电路电极相对配置的状态下，对在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件、在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件、以及配置于第1电路部件和第2电路部件之间的本发明的电路连接用粘接膜进行加热和加压，从而使第1电路电极和第2电路电极电连接。如果是这样的电路部件的连接方法，则由于在电路部件的连接中使用了本发明的电路连接用粘接膜的固化物，因此可以将固化物内的内部应力抑制为较低，而且可以充分确保相对电极间的导电性。因此，能够形成可以抑制电路部件变形，同时具有良好的连接可靠性的电路连接结构体。此外，本发明提供一种粘接膜用于电路连接的用途，该粘接膜具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、和含有粘接剂组合物但不含有导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式(1)的关系，并且该粘接膜用于使在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件、和在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件，在使第1电路电极和第2电路电极相对的状态下电连接。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)通过将该粘接膜用于电路连接，则即使是用于具有厚度为0. 3mm以下的电路基板的电路部件彼此的连接时，也可以抑制电路部件的变形，同时可以得到良好的连接可靠性。优选在将该粘接膜用于电路连接时，导电性粘接剂层中含有的粘接剂组合物包含 (a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂。如果是粘接剂层具有上述那样的规定的层构成且导电性粘接剂层中的粘接剂组合物含有(a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂的粘接膜，则可以实现更优异的成膜性、耐热性和粘接性。此外，在将该粘接膜用于电路连接时，其导电性粘接剂层和/或绝缘性粘接剂层可以进一步含有(d)绝缘性粒子。由此，可以维持更优异的连接可靠性。根据本发明，可以提供一种即使在用于连接厚度比以往的电路基板薄的玻璃基板和半导体元件时，也可以维持优异的连接可靠性，同时可以抑制玻璃基板的变形，并且成膜性也优异的电路连接用粘接膜及其用途，以及使用该粘接膜的电路连接结构体及其制造方法和电路部件的连接方法。特别是在本发明中，可以提供一种即使在连接厚度为0. 3mm以下的电路部件彼此时，也能够实现上述效果的电路连接用粘接膜。
图1是表示本发明的一个实施方式的电路连接用粘接膜的模式剖视图。图2是表示使本实施方式的电路连接用粘接膜介于一对电路部件之间的叠层体的模式剖视图。图3是表示本实施方式的电路连接结构体的模式剖视图。图4是表示玻璃基板翘曲的评价方法的模式剖视图。符号说明1...基板、la...玻璃基板、lb...线路图、2...半导体元件、2a. .. IC芯片、2b...突起电极、3a...绝缘性粘接剂层、3b...导电性粘接剂层、4a、4b...粘接剂组合物、5...导电粒子、6a、6b...固化物、10...电路连接用粘接膜、100...电路连接结构体、 200. · ·叠层体。
具体实施例方式以下，根据需要，一边参照附图，一边对本发明的优选实施方式进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。<电路连接用粘接膜>本实施方式的电路连接用粘接膜，其具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、和含有粘接剂组合物但不含有导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式(1)的关系。Ti/Tc 彡 1. 5 · · · (1)首先，参照图1，对本实施方式的电路连接用粘接膜10进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的电路连接用粘接膜的模式剖视图。电路连接用粘接膜10具备含有粘接剂组合物4b和导电粒子5的导电性粘接剂层3b，以及在导电性粘接剂层北上形成的、含有粘接剂组合物如的绝缘性粘接剂层3a。(导电性粘接剂层)构成导电性粘接剂层北的粘接剂组合物4b没有特别限定，可以包含(a)成膜材料(以下，有时称为“(a)成分”)、(b)环氧树脂(以下，有时称为“ (b)成分”)和(c)潜在性固化剂(以下，有时称为“ (c)成分”)。作为(a)成分的成膜材料为具有使液状的固化性树脂组合物固体化作用的聚合物。通过在固化性树脂组合物中含有成膜材料，在将固化性树脂组合物成型为膜状时，可以得到不容易开裂、破碎、发粘，并且容易处理的粘接剂膜。作为这种成膜材料，可以列举例如选自苯氧基树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、二甲苯树脂和聚氨酯树脂中的至少1 种聚合物。这些之中，优选苯氧基树脂、聚氨酯树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂。它们与(b)成分的相容性优异，并且可以赋予固化后的电路连接用粘接膜10优异的粘接性、耐热性、机械强度。苯氧基树脂能通过使2官能酚类和表卤醇反应至高分子量、或使2官能环氧树脂和2官能酚类发生加聚反应而得到。具体而言，可通过使1摩尔2官能酚类和0. 985 1. 015 摩尔表卤醇在碱金属氢氧化物等催化剂的存在下在非反应性溶剂中、在40 120°C的温度下反应而得到。对于得到苯氧基树脂的加聚反应而言，优选使2官能性环氧树脂与2官能性酚类的配合当量比为环氧基/酚羟基=1/0.9 1/1. 1而进行。由此，可以使固化后的电路连接用粘接膜10的机械特性和热特性良好。此外，该加聚反应优选在碱金属化合物、有机磷系化合物、环状胺系化合物等催化剂的存在下，在沸点为120°C以上的酰胺系、醚系、酮系、 内酯系、醇系等有机溶剂中，使原料固体成分为50质量份以下，加热至50 200°C而进行。作为用于得到苯氧基树脂的2官能环氧树脂，可以列举例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯基二缩水甘油醚、和甲基取代的联苯基二缩水甘油醚。作为2官能酚类，可以列举具有2个酚性羟基的物质，例如，氢醌类、双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、双酚芴、甲基取代的双酚芴、二羟基联苯和甲基取代的
二羟基联苯等双酚类。苯氧基树脂还可以通过自由基聚合性的官能团或其它反应性化合物进行改性。上述各种苯氧基树脂可以单独使用或者将两种以上组合使用。聚氨酯树脂是分子链中具有氨基甲酸酯键的弹性体，并通常是对使多元酸(对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等)与二元醇(乙二醇、 1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6_己二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇等)进行缩合反应所得的具有末端羟基的饱和聚酯树脂，使其活性氢与二异氰酸酯化合物(甲苯撑二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯等)的异氰酸酯基以大致当量进行反应所得的线状高分子。该聚氨酯树脂容易溶解在有机溶剂，例如酯系(乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酮系(甲乙酮、环己酮、丙酮等)、芳香族系(甲苯、二甲苯、苯等)和氯系(三氯乙烯、二氯甲烷等) 溶剂中。聚乙烯醇缩丁醛树脂是在分子链中具有乙烯基缩醛单元的弹性体，通常是在将乙酸乙烯酯聚合后进行碱处理，然后使其与醛(甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等)反应而得到的线状高分子。对于本实施方式中所用的聚乙烯醇缩丁醛树脂而言，优选聚合度为700 2500，缩丁醛化度为65mol%以上。如果聚合度不到700，则聚乙烯醇缩丁醛树脂的凝集力不足，成膜性下降。如果聚合度超过2500，则树脂压接时的树脂流动性不足，导电粒子无法顺利地介于被粘合物的电极间，难以得到充分的连接可靠性。此外，如果缩丁醛化度不到65mol %，则羟基或乙酰基的比例增加，难以得到充分的连接可靠性。作为(a)成分的成膜材料的玻璃化温度(以下，称为“Tg”)没有特别限定，但优选为40 70°C，更优选为45 70°C，进一步优选为50 70°C。如果是具有这种Tg的成膜材料，则由于吸收了因弹性变形而在固化后的电路连接用粘接膜10内所产生的内部应力， 减少了电路部件的翘曲量，因此可以更确实地提高连接可靠性。成膜材料的配合量，相对于粘接剂组合物4b的总质量100质量份，优选为10 50 质量份，更优选为20 40质量份。通过使成膜材料的量处于该范围内，可以提供进一步抑制了基材的变形(翘曲量)，并且电连接性更优异的电路连接用粘接膜10。成膜材料的分子量越大，则越容易得到成膜性，此外可以将影响粘接剂组合物4b 流动性的熔融粘度设定在宽的范围内。作为成膜材料的重均分子量(Mw)，优选为5000 150000，特别优选为10000 80000。如果该值为5000以上，则有易于得到良好成膜性的倾向，另一方面，如果为150000以下，则有容易得到与其它成分的良好相容性的倾向。此外，上述“重均分子量”是按照下述表1所示的条件，使用标准聚苯乙烯校正曲线由凝胶渗透色谱(GPC)所测定的值。表 权利要求
1.一种电路连接用粘接膜，其具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、 和含有粘接剂组合物但不含导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，所述绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和所述导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式 ⑴的关系，Ti/Tc ≥ 1. 5 · · · (1)并且该电路连接用粘接膜用于使在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件，和在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2 电路电极的第2电路部件，在使所述第1电路电极和所述第2电路电极相对的状态下电连接。
2.根据权利要求1所述的电路连接用粘接膜，其中所述导电性粘接剂层中含有的粘接剂组合物包含(a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂。
3.根据权利要求1或2所述的电路连接用粘接膜，其中所述导电性粘接剂层和/或所述绝缘性粘接剂层进一步含有(d)绝缘性粒子。
4.一种电路连接结构体，其具备在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件、在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极，并且配置为所述第2电路电极与所述第1电路电极相对，以及使所述第2电路电极与所述第1电路电极电连接的第2电路部件、和介于所述第1电路部件和所述第2电路部件之间的连接部，所述连接部是权利要求1 3中任一项所述的电路连接用粘接膜的固化物。
5.一种电路连接结构体的制造方法，其包括使权利要求1 3中任一项所述的电路连接用粘接膜介于具备在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件以及在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第 2电路部件的一对电路部件之间，得到叠层体的工序，和通过对所述叠层体进行加热和加压，使所述电路连接用粘接膜固化，从而形成介于所述一对电路部件之间、以使相对配置的所述第1电路电极和所述第2电路电极电连接的方式粘接所述一对电路部件彼此的连接部的工序。
6.一种电路部件的连接方法，其中，在使第1电路电极和第2电路电极相对配置的状态下，对在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件、 在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件、以及配置在所述第1电路部件和所述第2电路部件之间的权利要求1 3中任一项所述的电路连接用粘接膜进行加热和加压，从而使所述第1电路电极和所述第2电路电极电连接。
7.一种粘接膜用于电路连接的用途，该粘接膜具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、和含有粘接剂组合物但不含导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，所述绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和所述导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式 ⑴的关系，Ti/Tc ≥ 1. 5 · · · (1)并且该粘接膜用于使在厚度为0. 3mm以下的第1电路基板的主面上形成了第1电路电极的第1电路部件，和在厚度为0. 3mm以下的第2电路基板的主面上形成了第2电路电极的第2电路部件，在使所述第1电路电极和所述第2电路电极相对的状态下电连接。
8.根据权利要求7所述的用途，其中所述导电性粘接剂层中含有的粘接剂组合物含有 (a)成膜材料、(b)环氧树脂和(c)潜在性固化剂。
9.根据权利要求7或8所述的用途，其中所述导电性粘接剂层和/或所述绝缘性粘接剂层进一步含有(d)绝缘性粒子。
全文摘要
本发明涉及一种电路连接用粘接膜及用途、结构体及制造方法和连接方法，该电路连接用粘接膜具备含有粘接剂组合物和导电粒子的导电性粘接剂层、和含有粘接剂组合物但不含有导电粒子的绝缘性粘接剂层，其中，绝缘性粘接剂层的厚度Ti、和导电性粘接剂层的厚度Tc满足下述式(1)的关系。Ti/Tc≥1.5···(1)。
文档编号C09J171/12GK102382581SQ201110162360
公开日2012年3月21日 申请日期2011年6月13日 优先权日2010年6月14日
发明者佐藤和也, 杜晓黎 申请人:日立化成工业株式会社