专利名称：各向异性导电膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种导电性粒子被分散的各向异性导电膜及其制造方法。本申请以日本2009年9月30日申请的日本专利申请号特愿2009-225771为基础，要求优先权，通过參照该申请，在本申请中援弓I。
背景技术：
直到现在，在使IC(Integrated Circuit :集成电路)以及其它的电子部件与玻璃基板接合时，将IC安装在玻璃基板上(COG: Chip on Glass)，将其它电子部件安装在柔性印刷基板(FPC: Flexible Printed Circuits)上。
例如，如图6所示的液晶装置那样,将电容器等的SMD (Surface Mount Device) 101搭载在FPC102上，将IC103搭载在玻璃基板104上。另外，FPC102与玻璃基板104由FOG (Film on Glass)用 ACF (Anisotropic Conductive Film) 105 连接，IC103 与玻璃基板104 由 COG 用 ACF106 连接。但是，SMD101的搭载方法中利用焊接，由于回流エ序是必须的，所以SMD101高热。另外，为了 SMD101的接合，双面型FPC102变为必需，増大了成本。另外，随着近年来液晶装置的高细化，必需的SMD101的数量増加，基于FPC102面积增大，液晶装置变大。于是，如图7所示的液晶装置那样，尝试使用SMD用ACF207将SMD201安装在玻璃基板204上(例如，參照专利文献I)。由此，能省略上述回流エ序。另外，通过将SMD201安装在玻璃基板205上，能使FPC202小型化，同吋，能使用廉价的单面FPC202。专利文献I :特开2006-245554号公报。但是，在图7所示的液晶装置中，由于SMD201、FPC202及IC203等电子部件的大小不同，所以当搭载它们时，分别需要SMD用ACF207、F0G用ACF205、及COG用ACF206。另外，SMD201的搭载中必需个别的临时搭载(临时粘贴)，会需要相当多的工作量。另外，虽然还可考虑使用相同ACF来同时安装SMD、FPC及1C，但由于SMD、FPC及IC所需的ACF特性各不相同，所以难以高精度地统一安装这些电子部件。例如，当将如电容器等的小型SMD临时搭载在COG用ACF (粘着力5 80kPa)上时，如图8所示，会发生SMD的错位。
发明内容
本发明是鉴于这样的现有实情而提议的发明，其目的在于，提供ー种高精度地同时安装大小不同的电子部件的各向异性导电膜及其制造方法。本发明者们重复各种研究的结果，发现通过规定作为保持表面安装部件的能力之一的粘着力(Tackiness :粘着性)，使用2层构造的ACF，能使SMD高速临时搭载于玻璃基板上，同时安装SMD和1C。即，涉及本发明的各向异性导电膜，其特征在于层叠具有200kPa以上粘着力的第I树脂层和含有导电性粒子的第2树脂层。
另外，涉及本发明的各向异性导电膜的制造方法，其特征在干制造如下的各向异性导电膜，即层叠具有200kPa以上粘着力的第I树脂层和含有导电性粒子的第2树脂层，使用于由表面安装机在第I树脂层上临时搭载多个电子部件，并通过热压接同时安装上述电子部件和其它电子部件的安装中。根据本发明，可利用高的粘着力，高速临时搭载例如小型SMD，另外，由于能利用2层构造使例如COG中的粒子捕捉性提高，所以能对应于精细间距化，能高精度地同时安装大小不同的电子部件。
图I是表示涉及本发明ー实施方式的各向异性导电膜的截面 图2是示意地表示各向异性导电膜的制品形式的一例的 图3是用于说明使用了涉及本实施方式的各向异性导电膜的电子部件的安装方法的
图4是使用样品4的各向异性导电膜临时搭载小型SMD时的照片的示意 图5是使用样品7的各向异性导电膜临时搭载小型SMD时的照片的示意 图6是用于说明现有的电子部件的安装方法的 图7是用于说明现有的电子部件的安装方法的 图8是使用现有的各向异性导电膜临时搭载小型SMD时的照片的示意图。
具体实施例方式〈各向异性导电膜〉
图I是表示涉及本发明ー实施方式的各向异性导电膜的截面图。该各向异性导电膜10层叠具有200kPa以上粘着力的第I树脂层11和含有导电性粒子的第2树脂层12。在使用该各向异性导电膜10将电子部件安装在玻璃基板的情况下，以电子部件侧成为第I树脂层
11、玻璃基板侧成为第2树脂层12的方式被粘着。特别是，涉及本实施方式的各向异性导电膜10用于利用表面安装机在第I树脂层11上临时搭载多个电子部件，并利用热压接，同时安装电子部件和其它的电子部件。作为表面安装机，例如能使用以I. O O. I秒/芯片程度可高速临时搭载的表面安装机。另外，作为使用表面安装机进行临时搭载的电子部件，只要是能适用于表面安装机的SMD(Surface Mount Device),则不特别限制,但例如作为制造液晶显示装置时的SMD，能列举出电容器。通过涉及本实施方式的各向异性导电膜的第I树脂层11的粘着力为200kPa以上，可防止例如高速临时搭载电容器等的小型SMD时的错位，能高精度地安装小型SMD。粘着力的范围最好为200 600kPa，更好是200 250kPa。在该范围内，能在电子部件的高速临时搭载中得到足够的保持力，另外，能維持膜形状。另外，粘着力的含义为将由粘着力试验机(TACKINESS TESTER)控制的测定用探针按压于被测定物，拉开过程中的粘着力的最大值。第I树脂层11是不含有导电性粒子的绝缘层，第2树脂层12是含有导电粒子的导电层，涉及本实施方式的各向异性导电膜最好是层叠第I树脂层11和第2树脂层的2层构造。由此,例如在将IC(Integrated Circuit)安装在玻璃基板上(COG :Chip on Glass)的情况下，第I树脂层11因IC的凸起的按压カ而流动，成为不妨碍玻璃基板上的电极与导电性粒子接触的状态。另ー方面，由于第2树脂层12高密度地包含导电性粒子，所以基于IC的凸起的按压カ的流动被限制，以高的捕捉率捕捉导电性粒子。另外，导电性粒子的捕捉率的含义是电子部件与基板接合前后的端子(凸起)的每单位面积的导电性粒子的数量的比。另外，从粒子捕捉效率的观点看，最好第2树脂层12的最低熔融粘度比第I树脂层11的最低熔融粘度高。具体地，构成第2树脂层12的树脂的最低熔融粘度最好为100 IOOOOOPa ·S，构成第I树脂层11的树脂的最低熔融粘度最好为10 IOOOOPa *s。对最低熔融粘度而言，能将样品按规定量装填在旋转式粘度计中，边以规定的升温速度上升边进行測定。作为各向异性导电膜10中使用的导电性粒子，不特别限制，例如镍、金、铜等金属粒子、向树脂粒子镀金等后的粒子、对向树脂粒子镀金后的粒子的最外层实施绝缘覆盖的粒子等。 另外，各向异性导电膜10在常温下的粘度最好为10 IOOOkPa · S，更好是10 500kPa · S。基于各向异性导电膜10的粘度为10 IOOOkPa · s的范围，在将各向异性导电膜10形成后述的带状的带卷的情况下，能防止所谓的挤出，另外，能維持规定的粘着力。第I树脂层11及第2树脂层12的组成只要不妨碍上述特征，则不特别限制，但最好含有膜形成树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂和硅烷耦合剂。膜形成树脂相当于平均分子量为10000以上的高分子量树脂，从膜形成性的观点看，最好是10000 80000左右的平均分子量。作为膜形成树脂，可使用环氧树脂、变性环氧树脂、变性环氧树脂、尿烷树脂、苯氧基树脂等各种树脂，其中从膜形成状态、连接可靠性等观点看，最好使用苯氧基树脂。作为液状环氧树脂，只要常温下具有流动性，则不特别限制，可全部使用市售的环氧树脂。作为这种环氧树脂，具体地可使用萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、三酚甲烷型环氧树脂、酚芳烷基型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、双茂型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂等。它们既可単独使用，也可组合2种以上使用。作为潜在性固化剂，可使用加热固化型、UV固化型等各种固化剂。潜在性固化剂通常不反应，而通过某种触发活性化，开始反应。触发有热、光、加压等，可根据用途来选择使用。热活性型潜在性固化剂的活性化方法中存在通过基于加热的离解反应等生成活性种(阳离子或阴离子)的方法、在室温附近稳定分散到环氧树脂中并在高温下与环氧树脂相溶·溶解并开始固化反应的方法、高温下熔出分子筛封入类型的固化剂后开始固化反应的方法、基于微胶囊的熔出 固化方法等。作为热活性型潜在性固化剂，有咪唑类、酰肼类、三氟化硼-胺络合物、磺铝盐、胺亚胺、聚胺盐、双氰胺等或其变性物，它们可単独或作为2种以上的混合体使用。其中，在本实施方式中，最好使用微胶囊型咪唑类潜在性固化剂。作为硅烷耦合剂，可使用环氧类、氨类、巯基硫化物类、酰脲类等。其中，在本实施方式中，最好使用环氧类硅烷耦合剤。由此，可使有机材料与无机材料的界面的粘接性提闻。另外，作为其它的添加组成物，最好含有无机填料。通过含有无机填料，压接时在第I树脂层11与第2树脂层12的流动性中产生差异，能使粒子捕捉率提高。作为无机填料，可使用硅、云母、氧化钛、碳酸钙、氧化镁等，无机填料的种类不特别限定。
图2是示意性地表示各向异性导电膜10的制品形式的一例的图。该各向异性导电膜10为在剥离基材13上依次层叠第I树脂层11和第2树脂层12，成型为带状。该带状的各向异性导电膜卷绕层叠在夹持于第I及第2法兰21中的卷取部22，以使剥离基材13变为外周侧。作为剥离基材13，不特别限制，可使用PET (Poly EthyleneTerephthalate)、 OPP(Oriented Polypropylene)、 PMP(Poly-4-methlpentene-l)、PTFE (Polytetrafluoroethylene)等。另外，也可构成为在第2树脂层12上具有透明的覆盖膜。另外，各向异性导电膜10不限于带卷形状，也可是长条形状。如图2所示，在作为卷取各向异性导电膜10的带卷制品而被提供的情况下，基于设各向异性导电膜10的粘度为10 IOOOkPa · s的范围，可防止各向异性导电膜10的变形，維持规定的尺寸。另外，各向异性导电膜10为长条形状层叠2个以上的情况也一祥，能防止变形，維持规定的尺寸。另外，在卷绕带卷来使用各向异性导电膜10的情况下，通过第I树脂层11的粘着力比第2树脂层12的粘着力大，可先从剥离基材13剥离第2树脂层，防止阻塞。〈各向异性导电膜的制造方法〉
下面，说明上述各向异性导电膜的制造方法。本实施方式中的各向异性导电膜的制造方法在含有导电性粒子的第2树脂膜上形成具有200kPa以上的粘着力的第I树脂膜。这里，也可粘贴第I树脂膜与第2树脂膜。也可在形成一方树脂膜之后，涂布干燥(重涂)另一方树脂。另外，第I树脂膜及第2树脂膜分别构成第I树脂层11及第2树脂层12。粘贴第I树脂膜和第2树脂膜的制造方法具有生成具有200kPa以上粘着力的第I树脂膜的エ序；生成含有导电性粒子的第2树脂膜的エ序；和粘贴第I树脂膜和第2树脂膜的エ序。在生成第I树脂膜的エ序中，使膜形成树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂和硅烷耦合剂溶解在溶剂中。作为溶剂，可使用甲苯、醋酸こ酯等或其混合溶剤。将溶解得到的第I树脂膜生成用溶液涂布在剥离薄片上，使溶剂挥发，从而得到第I树脂膜。同样，在生成第2树脂膜的エ序中，使导电性粒子、膜形成树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂和硅烷耦合剂溶解在溶剂中。作为溶剂，可使用甲苯、醋酸こ酯等或其混合溶齐U。将溶解得到的第2树脂膜生成用溶液涂布在剥离薄片上，使溶剂挥发，从而得到第2树脂膜。接着，在粘贴第I树脂膜和第2树脂膜的エ序中，剥离第2树脂膜的剥离薄片，粘贴在第I树脂膜上。通过如此粘贴第I树脂膜和第2树脂膜，可得到在剥离基材13上依次层叠第I树脂层11和第2树脂层12的各向异性导电膜10。另外，在形成一方树脂膜之后，使另一方树 脂涂布干燥(重涂)来制造的情况下，例如只要在使第I树脂膜干燥生成后、将第2树脂膜生成用溶液涂布在第I树脂膜上即可。<使用了各向异性导电膜的电子部件的安装>
下面，说明使用了各向异性导电膜的电子部件的安装方法。涉及本实施方式的各向异性导电膜由于粘着力高，所以即便高速临时搭载小型SMD，也难产生错位。另外，因为是2层构造，所以粒子捕捉性好，可安装精细间距的1C。即，根据涉及本实施方式的各向异性导电膜，能统一安装大小、种类等不同的电子部件。图3是用于说明使用了涉及本实施方式的各向异性导电膜的电子部件的安装方法的图。在该图3所示的液晶装置中，SMD31、FPC32及IC33由各向异性导电膜10分别连接于玻璃基板的电极上。SMD31是电容器，当安装时，使用表面安装机高速临时搭载在各向异性导电膜10的第I树脂层侧，另外，FPC32及IC33配置在第I树脂层的其它安装区域。之后，例如使用热压接头，统ー热压接这些电子部件，从而将SMD31、FPC32及IC33电连接于玻璃基板的电极上。即，在玻璃基板上的包含电极的安装区域中整面地配置各向异性导电膜10，在该各向异性导电膜10上的电极位置配置不同安装方式的电子部件(SMD31、FPC32及IC33)，例如，使用热压接头使这些电子部件统ー热压接，从而与现有使用焊接的情况相比，能使间歇时间(tact time)大幅度提高。通过如此将SMD的接合从现有的焊锡变为ACF，能高速安装。另外，与焊接相比，能減少接合面积，同吋，能防止SMD临时搭载时的错位，所以能缩短SMD间距离，搭载小型SMD， 能实现高细化。
实施例下面说明本发明的实施例。首先，按表I所示的配合比例，使苯氧基树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂、硅烷耦合剂、硅粒子和导电性粒子溶解在甲苯中，将该溶解液涂布在剥离膜上，形成规定的干燥厚度，用烤箱干燥后，制作树脂A G。表I中，‘PKHH’是苯氧基联合(フニ ノキシアソシユイツ)社制的苯氧基树脂。另外， Ρ828，是日本环氧领域(ジャパンユポキシレンジ)株式会社制的双酚A型液状环氧树脂。另外，‘ΗΧ394Γ是旭化成化学(ケミカル)株式会社制的微胶囊型咪唑类潜在性固化剂。另夕卜，‘A-187，是モメンテイブ·パフォマンス·マテリアルズ ジャパン合同会社制的环氧类硅烷耦合剤。另外，‘RY200’是日本アユ口ジル株式会社制的疏水性硅粒子。另外，‘Ni/Au电镀压克カ树脂粒子’是积水化学エ业株式会社制的导电性粒子。另夕卜，表I中的各配合比例表不质量部。[表I]
W月旨IA [b [c [d [e Tf Ig
PKHH40 30 25 20 20 20: 30:
ΕΡ82810 20 25 30 30 30: 20_
ΗΧ394135 35 35 35 35:35:30:
A-1872 2 5 5 5 :5 :2 :
アユ α ジル RY200O O O O 8:8:8:
Ni/Au 电镀压克カ树脂粒子(Φ4μιη)[O [O [O [θ IO 130130
接着，用表I所示的树脂A G来制作各向异性导电膜的样品I 7。[样品I]
制作由膜厚25 μ m的树脂F构成的I层构造的各向异性导电膜。[样品2]
制作由膜厚25 μ m的树脂G构成的I层构造的各向异性导电膜。[样品3]
粘贴由膜厚15 μ m的树脂A构成的第I树脂膜和由膜厚10 μ m的树脂G构成的第2树脂膜，制作2层构造的各向异性导电膜。另外，在使用该各向异性导电膜将电子部件安装在玻璃基板上的情况下，以电子部件侧成为第I树脂膜，玻璃基板侧成为第2树脂膜的方式被粘着。[样品4]
粘贴由膜厚15 μ m的树脂B构成的第I树脂膜和由膜厚10 μ m的树脂G构成的第2树脂膜，制作2层构造的各向异性导电膜。另外，在使用该各向异性导电膜将电子部件安装在玻璃基板上的情况下，与样品3 —祥，以电子部件侧成为第I树脂膜，玻璃基板侧成为第2树脂膜的方式被粘着。[样品5] 粘贴由膜厚15 μ m的树脂C构成的第I树脂膜和由膜厚10 μ m的树脂G构成的第2树脂膜，制作2层构造的各向异性导电膜。另外，在使用该各向异性导电膜将电子部件安装在玻璃基板上的情况下，与样品3 —祥，以电子部件侧成为第I树脂膜，玻璃基板侧成为第2树脂膜的方式被粘着。[样品6]
粘贴由膜厚15 μ m的树脂D构成的第I树脂膜和由膜厚10 μ m的树脂G构成的第2树脂膜，制作2层构造的各向异性导电膜。另外，在使用该各向异性导电膜将电子部件安装在玻璃基板上的情况下，与样品3 —祥，以电子部件侧成为第I树脂膜，玻璃基板侧成为第2树脂膜的方式被粘着。[样品7]
粘贴由膜厚15 μ m的树脂E构成的第I树脂膜和由膜厚10 μ m的树脂G构成的第2树脂膜，制作2层构造的各向异性导电膜。另外，在使用该各向异性导电膜将电子部件安装在玻璃基板上的情况下，与样品3 —祥，以电子部件侧成为第I树脂膜，玻璃基板侧成为第2树脂膜的方式被粘着。表2中不出样品I 7的各种试验结果。粘着力、临时彳合载性、绝缘性、粒子摘捉性、连接阻抗、粘接強度、粘度及折边性的各试验如下进行。另外，样品I 4相当于比较例 或參照例，样品5 7相当于实施例。[粘着力]
使用粘着试验机((株)レス力制TACII)，在22で的环境气氛下，以探针直径5mm(不锈钢制镜面、圆柱状)、压紧负荷196kgf、压紧速度30mm/min、剥离速度5mm/min的测定条件进行，将峰值强度设为各样品的粘着力(kPa)。这里，各样品的粘着力表示电子部件搭载侧的膜的粘着力。[临时搭载性]
使用表面安装机(ヤマハ(雅马哈)发动机(株)社制YV100II)，在0.7_厚的玻璃基板(コ-ニング(株)制1737F)上的各样品上，以O. 3mm的元件间间隙临时搭载10个SMD((株)村田制作所制1005电容器、外形尺寸L1. OmmXffO. 5mXHO. 4m)。设有SMD的错位的情况为X，设无错位的情况为O。[绝缘性]
在O. 7mm厚度的玻璃基板(コーニング(株)制1737F)上的各样品上热压接IC (凸起间间距12. 5 μ m)，得到连接体。向玻璃基板的邻接的衬垫间施加30V的电压，测定绝缘阻杭，设绝缘阻抗为I. O X 10_6 Ω以下为短路。设短路的情况为X，设不短路的情况为O。
[粒子捕捉性]计数临时固定IC时各凸起下存在的导电性粒子的数量(平均)、和热压接后的粒子捕捉数(平均)，由下式求出捕捉效率。设捕捉效率为20%以上的情况为O，设不足20%的情况为X。捕捉效率(%) =(热压接后捕捉到的粒子数)パ临时固定时凸起下存在的粒子数)XlOO
[连接阻杭]
在O. 7mm厚度的玻璃基板(コーュング(株)制1737F)上的各样品上热压接IC(凸起间间距12. 5 μ m)，得到连接体。之后，测定IC的凸起与玻璃基板的衬垫间的初始连接阻抗(Ω )。设连接阻抗比5 Ω小的情况为O，5 Ω以上的情况为X。[粘接强度]
在O. 7mm厚度的玻璃基板(コーニング(株)制1737F)上的各样品上热压接IC (凸起间间距12. 5 μ m)，得到连接体。之后，将以拉伸強度50cm/min沿90°C方向剥离该连接体时的剥离强度为初始粘接強度(N/cm)。设粘接強度比3N/cm小的情况为X，3N/cm以上的情况为O。[粘度]
使用应カ控制型电流计(Haake社制RS150),测定各样品的最低粘度(kPa · s)。作为圆锥，使用直径8mm、角度2度的圆锥，測定范围为30°C 250°C。另外，电子部件搭载侧的树脂膜及玻璃基板侧的树脂膜也一祥測定。[有无挤出]
将各样品切成2. Omm,以O. 2N/mm2的张カ卷绕于芯直径2. 54mm、外形IOOmm的带卷上，在室温下放置I日。通过外观观察，设无挤出的情况为O，有挤出的情况为X。
[表2]
权利要求
1.ー种各向异性导电膜，其特征在干， 层叠具有200kPa以上粘着力的第I树脂层和含有导电性粒子的第2树脂层。
2.根据权利要求I所述的各向异性导电膜，其特征在干， 常温下的粘度为10 IOOOkPa S。
3.根据权利要求2所述的各向异性导电膜，其特征在干， 上述第I树脂层及上述第2树脂层含有膜形成树脂、液状环氧树脂、和潜在性固化剂。
4.根据权利要求3所述的各向异性导电膜，其特征在干， 上述第2树脂层含有无机填料。
5.根据权利要求4所述的各向异性导电膜，其特征在干， 上述第I树脂层含有无机填料。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的各向异性导电膜,其特征在于， 使用于由表面安装机在上述第I树脂层上临时搭载多个电子部件，并通过热压接同时安装上述电子部件和其它电子部件的安装中。
7.—种制造方法，其特征在干， 制造上述权利要求6所述的各向异性导电膜。
全文摘要
高精度地同时安装大小不同的电子部件。各向异性导电膜为具有200kPa以上粘着力的第1树脂层(11)和含有导电性粒子的第2树脂层(12)的2层构造。通过在第1树脂层(11)上搭载电子部件，能共用于IC、FPC及SMD，同时能高精度地安装。
文档编号H01R43/00GK102668250SQ20108005418
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月30日
发明者古田和隆, 山本润, 工藤克哉, 松岛隆行, 深谷达朗, 相崎亮太 申请人:索尼化学&信息部件株式会社