专利名称：各向异性导电材料、连接结构体及连接结构体的制造方法
技术领域：
本发明涉及各向异性导电材料、以及使用该各向异性导电材料的连接结构体及连接结构体的制造方法，所述各向异性导电材料含有多个导电性粒子，能够用于例如挠性印刷基板、玻璃基板及半导体芯片等各种连接对象部件的电极间的电连接。
背景技术：
各向异性导电糊、各向异性导电油墨及各向异性导电粘接剂(粘接着剤)等各向异性导电材料已广为人知。就这些各向异性导电材料而言，在糊、油墨或树脂中分散有多个导电性粒子。上述各向异性导电材料已被用于例如挠性印刷基板和玻璃基板的连接(F0G(Film on Glass))、半导体芯片和挠性印刷基板的连接(C0F(Chip on Film))、或半导体芯片和玻璃基板的连接(COG(Chip on Glass))等。作为上述各向异性导电材料的一例，下述专利文献1公开了含有环氧树脂、橡胶状聚合物粒子、热活化的潜在性环氧基固化剂、高软化点聚合物粒子及导电性粒子的各向异性导电材料。另外，下述专利文献2公开了一种各向异性导电接合剂，就该接合剂而言，将在 25°〇及2.5 111下的粘度设为η 、在25°C及20rpm下的粘度设为η2时，满足下述式(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)现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-345010号公报专利文献2 日本特开2003-064330号公报
发明内容
发明要解决的问题在利用上述各向异性导电材料将例如半导体芯片的电极和玻璃基板的电极进行电连接时，在玻璃基板上配置含有导电性粒子的各向异性导电材料。接着，叠层半导体芯片，进行加热及加压。由此，使各向异性导电材料固化，且通过导电性粒子进行电极间电连接，得到连接结构体。就专利文献1、2中记载的现有各向异性导电材料而言，将所述电极间进行电连接时，涂布在玻璃基板上的各向异性导电材料及该各向异性导电材料中含有的导电性粒子有时在固化前发生大幅流动。这样，可能无法将由各向异性导电材料形成的固化物层及导电性粒子配置在特定的区域。进而，可能引发无法将导电性粒子配置在欲连接的上下电极间、 不欲连接的相邻电极间通过多个导电性粒子而发生电连接的问题。这样一来，所得连接结构体的导通可靠性差。本发明的目的在于提供各向异性导电材料、以及使用该各向异性导电材料的连接结构体及连接结构体的制造方法，所述各向异性导电材料含有导电性粒子，并且在用于电极间的电连接时，能够提高导通可靠性。解决问题的方法从较宽层面上把握本发明时，本发明提供一种含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子，且所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内的各向异性导电材料。在本发明的各向异性导电材料的某一特定方面中，所述固化性化合物包含环硫化合物。在本发明的各向异性导电材料另一特定方面中，所述固化性化合物包含具有环氧基及硫杂丙环基中的至少一种基团、并具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。优选本发明的各向异性导电材料在25°C及2. 5rpm下的粘度在20 200Pa · s范围内。在本发明的各向异性导电材料另一特定方面中，其经过光照而发生固化、从而进行B阶化后的粘度在2000 35001 · s范围内。就本发明的各向异性导电材料而言，将在25°C及2. 5rpm下的粘度设为η 1、并将 25°C及5rpm下的粘度设为η 2时，优选所述η 2为201 · s以上且2001 · s以下，且所述 nl与所述n2之比(η1/η2)为0. 9以上且1. 1以下。在本发明的各向异性导电材料的另一特定方面中，所述固化性化合物包含结晶性化合物。本发明的连接结构体具备第1连接对象部件、第2连接对象部件、将该第1、第2连接对象部件电连接的连接部，所述连接部由按照本发明构成的各向异性导电材料固化而形成。另外，从较宽层面上把握本发明时，本发明提供连接结构体的制造方法，该方法包括在第1连接对象部件的上表面涂布各向异性导电材料，形成各向异性导电材料层的工序；通过对所述各向异性导电材料层进行光照，使所述各向异性导电材料层发生固化，从而对所述各向异性导电材料层进行B阶化，使其粘度在2000 3500Pa · s范围内的工序；以及，在经过B阶化的各向异性导电材料层的上表面进一步叠层第2连接对象部件的工序，其中，作为所述各向异性导电材料，使用含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子，且所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内的各向异性导电材料。发明的效果本发明的各向异性导电材料由于含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂和导电性粒子，因此能够通过光的照射及加热而使各向异性导电材料固化。例如，通过光的照射或加热使各向异性导电材料半固化后，通过进行热固化或光固化，能够使各向异性导电材料固化。因此，通过在涂布后的适当时期对各向异性导电材料实施光照或赋予热，能够抑制各向异性导电材料及该各向异性导电材料中含有的导电性粒子的流动。因此，能够将由各向异性导电材料形成的固化物层及导电性粒子配置于特定区域。另外，本发明的各向异性导电材料含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及
4导电性粒子，并且所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内，因此，在将本发明的各向异性导电材料用于电极间的电连接时，能够提高导通可靠性。例如，能够使欲连接的上下电极间通过导电性粒子而容易地连接，并且能够抑制不欲连接的相邻电极间通过多个导电性粒子而发生连接。在本发明的连接结构体的制造方法中，由于通过对各向异性导电材料层进行光照，使所述各向异性导电材料层固化，使所述各向异性导电材料层发生B阶化、并使其粘度在2000 3500 范围内，因此能够抑制各向异性导电材料层及该各向异性导电材料层中含有的导电性粒子的流动。因此，能够将由各向异性导电材料形成的固化物层及导电性粒子配置在特定区域。这样，在将第1、第2连接对象部件的电极间电连接时，能够提高导通可靠性。例如，能够使欲连接的上下电极间通过导电性粒子而容易地连接，并且能够抑制不欲连接的相邻电极间通过多个导电性粒子而发生连接。
图1为部分截取正面截面图，其模式性地示出了使用本发明的一实施方式的各向异性导电材料的连接结构体。图2(a) (C)为部分截取正面截面图，其对使用本发明一实施方式的各向异性导电材料的连接结构体的制造方法的各工序进行了说明。图3(a)及(b)为模式性的主视图，其用于对在使用本发明一实施方式的各向异性导电材料的连接结构体的制造方法中，使用具备给料器和光照射装置的复合装置形成经过 B阶化的各向异性导电材料层的方法进行说明。图4(a)及(b)为模式性的主视图，其用于对经过B阶化的各向异性导电材料层的形成方法的变形例进行说明。符号说明1...连接结构体2. · ·第1连接对象部件2a...上表面2b···电极3...固化物层(连接部)3a...上表面3A...各向异性导电材料层3B...经过B阶化的各向异性导电材料层4...第2连接对象部件4a...下表面4b...电极5··.导电性粒子11···复合装置12...给料器12a...注射器12b...把持部
13...光照射装置13a...光照射装置主体13b...光照射部21...光照射装置21a...光照射装置主体21b...光照射部31...载物台
具体实施例方式以下，对本发明进行详细说明。本发明的各向异性导电材料含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子。在本发明的各向异性导电材料100重量％中，所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内。首先，对本发明的各向异性导电材料中含有的各成分进行详细说明。(固化性化合物)所述固化性化合物没有特别限制。作为所述固化性化合物，可以使用以往公知的固化性化合物。所述固化性化合物可仅使用1种，也可将2种以上组合使用。作为所述固化性化合物，可以列举光及热固化性化合物、光固化性化合物、以及热固化性化合物。所述光及热固化性化合物具有光固化性和热固化性。所述光固化性化合物具有例如光固化性、且不具有热固化性。所述热固化性化合物不具有例如光固化性、且具有热固化性。所述固化性化合物包含光及热固化性化合物、或者包含光固化性化合物和热固化性化合物。所述固化性化合物包含所述光及热固化性化合物的情况下，所述固化性化合物可以不含有光固化性化合物及热固化性化合物中的至少一种，也可以除了所述光及热固化性化合物外，还含有光固化性化合物及热固化性化合物中的至少一种。所述固化性化合物不含有所述光及热固化性化合物的情况下，所述固化性化合物含有光固化性化合物和热固化性化合物。从易于控制各向异性导电材料的固化方面考虑，优选所述固化性化合物包含所述光及热固化性化合物、光固化性化合物及热固化性化合物中的至少一种，或者包含光固化性化合物和热固化性化合物。更优选所述固化性化合物包含光固化性化合物和热固化性化合物。所述固化性化合物没有特别限制。作为所述固化性化合物，可以列举环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯酸化合物、酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、有机硅化合物及聚酰亚胺化合物等。所述(甲基)丙烯酸表示丙烯酸或甲基丙烯酸。组合使用光固化性化合物和热固化性化合物的情况下，光固化性化合物和热固化性化合物的用量可根据光固化性化合物和热固化性化合物的种类适当调整。就本发明的各向异性导电材料而言，以重量比计，优选以1 99 90 10的比例、更优选以5 95 60 40的比例、进一步优选以20 80 40 60的比例含有光固化性化合物和热固化性化合物。从易于将所述η 2及所述比(η1/η2)控制在所述范围内的方面考虑，优选所述固化性化合物含有结晶性树脂。所述结晶性树脂没有特别限定，具有结晶性即可。作为所述结晶性树脂，可以列举例如萘骨架结构上具有所述光及热固化性官能团的树脂、以及间苯二酚骨架结构上具有所述光及热固化性官能团的树脂等。从易于将所述η 2及所述比(η1/η2)控制在所述范围内的方面考虑，在所述固化性化合物100重量份中，所述结晶性树脂含量的优选下限为80重量份、更优选下限为90
重量份。[热固化性化合物]从易于控制各向异性导电材料的固化、进一步提高连接结构体的导通可靠性方面考虑，优选所述固化性化合物含有环氧化合物及环硫化合物(含有硫杂丙环基的化合物) 中的至少一种、更优选含有环硫化合物。从提高各向异性导电材料的固化性方面考虑，在所述固化性化合物100重量份中，所述环硫化合物含量的优选下限为10重量份、更优选下限为20重量份，优选上限为50重量份、更优选上限为40重量份。优选所述环氧化合物及所述环硫化合物分别具有芳香环。作为所述芳香环，可以列举苯环、萘环、蒽环、菲环、并四苯环、1环、苯并菲环、苯并蒽环、芘环、并五苯环、茜环及二萘嵌苯环等。其中，优选所述芳香环为苯环、萘环或蒽环，更优选为苯环或萘环。由于环硫化合物具有硫杂丙环基而不具有环氧基，因此能够在低温下迅速固化。 也就是说，与具有环氧基的环氧化合物相比，具有硫杂丙环基的环硫化合物由于硫杂丙环基的作用，能够在更低温度下固化。从能够在低温下更迅速固化方面考虑，优选所述环硫化合物具有下述式(1)、(2)、 (5)、(7)或⑶表示的结构，更优选具有下述式⑴或(2)表示的结构。[化学式1]
R3
I…式⑴
R4 "xJ^xRe R5在上述式(1)中，Rl及R2各自表示碳原子数1 5的亚烷基，R3、R4、R5及R6这 4个基团中的2 4个基团表示氢，R3、R4、R5及R6中不是氢的基团表示下述式(3)所示基团。上述式(1)中的R3、R4、R5及R6这4个基团可以全部为氢。也可以是R3、R4、R5 及R6这4个基团中的1个或2个表示下述式C3)所示基团，且R3、R4、R5及R6这4个基团中不为下述式(3)所示基团的基团为氢。[化学式2]
权利要求
1.一种各向异性导电材料，其含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子，其中，所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内。
2.根据权利要求1所述的各向异性导电材料，其中，所述固化性化合物包含环硫化合物。
3.根据权利要求1所述的各向异性导电材料，其中，所述固化性化合物包含具有环氧基及硫杂丙环基中的至少一种基团、并具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。
4.根据权利要求2所述的各向异性导电材料，其中，所述固化性化合物包含具有环氧基及硫杂丙环基中的至少一种基团、并具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的各向异性导电材料，其在25°C及2.5rpm下的粘度在20 200Pa · s范围内。
6.根据权利要求1 4中任一项所述的各向异性导电材料，其经过光照而发生固化、从而进行B阶化后的粘度在2000 35001 · s范围内。
7.根据权利要求1 4中任一项所述的各向异性导电材料，其中，将在25°C及2.5rpm 下的粘度设为nl、并将25°c及5rpm下的粘度设为η 2时，所述η 2为20 · s以上且 200 · s以下，并且，所述η 与所述η 2之比即η 1/η 2为0. 9以上且1. 1以下。
8.根据权利要求7所述的各向异性导电材料，其中，所述固化性化合物包含结晶性化合物。
9.一种连接结构体，其具备第1连接对象部件、第2连接对象部件、以及将该第1连接对象部件和第2连接对象部件电连接的连接部，所述连接部由权利要求1 4中任一项所述的各向异性导电材料固化而形成。
10.一种连接结构体的制造方法，该方法包括在第1连接对象部件的上表面涂布各向异性导电材料，形成各向异性导电材料层的工序；通过对所述各向异性导电材料层进行光照，使所述各向异性导电材料层发生固化，从而对所述各向异性导电材料层进行B阶化，使其粘度在2000 3500 · S范围内的工序； 以及，在经过B阶化的各向异性导电材料层的上表面进一步叠层第2连接对象部件的工序， 其中，作为所述各向异性导电材料，使用含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子，且所述导电性粒子的含量在1 19重量％范围内的各向异性导电材料。
全文摘要
本发明提供各向异性导电材料、以及使用该各向异性导电材料的连接结构体，所述各向异性导电材料含有导电性粒子，其在用于电极间的电连接时，能够提高导通可靠性。本发明的各向异性导电材料含有固化性化合物、热固化剂、光固化引发剂及导电性粒子。在本发明的各向异性导电材料100重量％中，该导电性粒子的含量在1～19重量％范围内。本发明的连接结构体具备第1连接对象部件(2)、第2连接对象部件(4)、以及将该第1、第2连接对象部件(2，4)电连接的连接部(3)。连接部(3)由上述各向异性导电材料固化而形成。
文档编号H01R11/01GK102484326SQ201080037248
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月26日
发明者久保田敬士, 真原茂雄 申请人:积水化学工业株式会社