各向异性导电膜、图像显示器及半导体装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了各向异性导电膜、包括所述各向异性导电膜的图像显示器及包括所述各向异性导电膜的半导体装置，所述各向异性导电膜可改善连接可靠性，并实现稳定的连接电阻。所述各向异性导电膜包括具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂、具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂及1000N/mm2至3000N/mm2的30％K值的导电颗粒。所述各向异性导电膜呈现优异的连接可靠性和更少的气泡。
【专利说明】各向异性导电膜、图像显示器及半导体装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及各向异性导电膜、包括所述各向异性导电膜的图像显示器及包括所述 各向异性导电膜的半导体装置。更具体地，本发明涉及各向异性导电膜，所述各向异性导电 膜包括两种具有不同的玻璃化转变温度（Tg)的环氧树脂及导电颗粒，并且可实现高连接 可靠性和稳定的连接电阻。
【背景技术】
[0002] 通常，各向异性导电膜（ACF)是指膜状粘合剂，其中导电颗粒，例如包括镍颗粒或 金颗粒的金属颗粒、或涂有金属的聚合物树脂颗粒被分散在如环氧树脂的树脂中。各向异 性导电膜由具有电各向异性和粘合性的聚合物层形成，并在膜的厚度方向呈现导电性质且 在其表面方向呈现绝缘性质。
[0003] 这样的各向异性导电膜在IXD组件中被用作用于封装液晶显示器（IXD)面板、印 刷电路板（PCB)、驱动1C等的连接材料。多个驱动1C被安装在IXD组件上，以驱动薄膜晶 体管（TFT)。用于在IXD面板上安装1C的方法可分为导线接合，其中驱动1C通过导线连 接到LCD面板的电极；带自动接合（TAB)，其中驱动1C通过使用基膜被连接到LCD面板的 电极；玻璃上芯片（C0G)安装，其中驱动1C通过使用预定的粘合剂直接安装到LCD面板上； 等。
[0004] 各向异性导电膜作为用于C0G安装的连接材料引起人们的注意，并且被用于电将 聚酰亚胺基板上的布线图连接到液晶显示器的玻璃基板上的氧化铟锡（ΙΤ0)图案或电子 部件的导线。
[0005] 近来，为制备更薄、重量更轻、更短且更小的产品，有减少驱动1C和面板的厚度的 趋势。然而，当驱动1C和面板的厚度减少时，由于热固化时驱动1C和面板的热梯度，驱动 1C、各向异性导电膜和面板之间的玻璃弯曲变得更严重，从而引起连接可靠性的劣化。尤其 地，由于在侧面的弯曲应力最高，在可靠性检测中，随着弯曲玻璃的恢复及应力的释放，出 现裂纹和分离。
[0006] 具体地，在显示器结构中，对应于驱动1C的电极的隆起和对应于面板的电极的 ΙΤ0在用于C0G的各向异性导电膜的厚度方向彼此连接，并且在其表面方向电绝缘。这里， 由于湿气渗透了驱动1C的隆起、各向异性导电膜的导电球和面板的导体之间的界面，引起 了在高温和高湿（85°C，85%RH)条件下的分离（截面剥离），显示器结构遭受电连接电阻 的增加和粘附力的劣化。
[0007] IXD包括彼此连接的隆起和ΙΤ0电极，并且为电压驱动型，0LED包括彼此连接的隆 起和Ti电极，并且是电流驱动型（低电阻）。颗粒变形是用于LCD的导电颗粒中的重要因 素，而硬度是用于0LED显示器的导电颗粒的重要因素，因为用于0LED的导电颗粒必须通过 氧化物膜以获得电连接。通常，虽然呈现高硬度的导电颗粒已经同时用于IXD和0LED显示 器，但是在可靠性检测后在导电颗粒周围和电极之间的空间产生过量的气泡。
[0008] 因此，有对可用于IXD和0LED两种显示器的各向异性导电膜的需要，并且所述各 向异性导电膜即使在高温和高压下也不会遭受由湿气渗透造成的界面剥离，从而确保优异 的连接可靠性。
[0009] [现有技术的文献]
[0010] [专利文献]
[0011] 专利文献1 :KR公开2〇〇9-〇11552〇Α(2〇〇 9年11月5日申请）
【发明内容】
[0012] 本发明的目的为提供在可靠性检测后通过减少气泡而呈现改善的连接可靠性以 及呈现连接电阻的增加率的各向异性导电膜。
[0013] 具体地，本发明旨在提供通过在C0G安装时抑制导电颗粒周围和电极之间的空间 中的气泡而能够在可靠性检测后保持稳定的可靠性连接电阻的各向异性导电膜，其中，所 述各向异性导电膜被用于安装在LCD或0LED面板上。
[0014] 根据本发明的一个方面，为了提供能够在确保稳定的连接电阻的同时抑制气泡的 各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括：两种环氧树脂；和具有l〇〇〇N/mm 2至3000N/mm2 的如等式I表示的30% K值的导电颗粒：
[0015] [等式 I]
[0016]
【权利要求】
1. 一种各向异性导电膜，包括： 含多环芳环的环氧树脂； 含二环戊二烯环的环氧树脂；和 导电颗粒， 其中，所述导电颗粒具有l〇〇〇N/mm2至3000N/mm2的如等式I表示的30% K值， [等式I] 30% K 值(N/1111^)=(3/V^)FxS_3/2xR：1/2 其中，F为30 %的压缩变形中以N表示的负荷，S为30 %压缩变形中以mm表示的压缩 位移，并且R为以mm表示的颗粒半径。
2. 如权利要求1所述的各向异性导电膜，其中，基于100重量份的所述含二环戊二烯环 的环氧树脂，所述含多环芳环的环氧树脂的含量为100重量份至500重量份。
3. 如权利要求1所述的各向异性导电膜，其中，所述含二环戊二烯环的环氧树脂具有 130°C至200°C的玻璃化转变温度，并且，所述含多环芳环的环氧树脂具有200°C至300°C的 玻璃化转变温度。
4. 如权利要求1所述的各向异性导电膜，进一步包括：粘结剂树脂、固化剂和无机颗 粒。
5. 如权利要求4所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的总 重量，所述各向异性导电膜包括： 5wt%至40wt%的所述含多环芳环的环氧树脂； 0. lwt%至30wt%的所述含二环戊二烯环的环氧树脂； 5wt%至35wt%的所述粘结剂树脂； 5wt%至50wt%的所述固化剂； 0. lwt%至20wt%的所述无机颗粒；和 5wt%至30wt%的所述导电颗粒。
6. -种各向异性导电膜，包括： 具有130°C至200°C的玻璃化转变温度的环氧树脂； 具有200°C至300°C的玻璃化转变温度的环氧树脂；和 导电颗粒， 其中，所述导电颗粒具有l〇〇〇N/mm2至3000N/mm2的如等式I表示的30% K值， [等式I] 30% K{t(N/i-nm2)=(3/V2)FxS_3/2xR4/2, 其中，F为30 %的压缩变形中以N表示的负荷，S为30 %压缩变形中以mm表示的压缩 位移，并且R为以mm表示的颗粒半径。
7. 如权利要求6所述的各向异性导电膜，其中，基于100重量份的所述具有130°C至 200°C的玻璃化转变温度的环氧树脂，所述具有200°C至300°C的玻璃化转变温度的环氧树 脂的含量为100重量份至500重量份。
8. 如权利要求6所述的各向异性导电膜，其中，所述具有130°C至200°C的玻璃化转变 温度的环氧树脂为含二环戊二烯环的环氧树脂，并且所述具有200°C至300°C的玻璃化转 变温度的环氧树脂为含多环芳环的环氧树脂。
9. 如权利要求6所述的各向异性导电膜，进一步包括：粘结剂树脂、固化剂和无机颗 粒。
10. 如权利要求9所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的 总重量，所述各向异性导电膜包括： 0. lwt%至30wt%的所述具有130°C至200°C的玻璃化转变温度的环氧树脂； 5wt%至40wt%的所述具有200°C至300°C的玻璃化转变温度的环氧树脂； 5wt%至35wt%的所述粘结剂树脂； 5wt%至50wt%的所述固化剂； 0. lwt%至20wt%的所述无机颗粒；和 5wt%至30wt%的所述导电颗粒。
11. 如权利要求1至10的任一项所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜具 有如等式III表示的100%或更小的连接电阻增加率： [等式III] 连接电阻增加率（％ ) = [(Ri-lO/RjXlOO 其中，R。为在60°C至80°C以IMPa至3MPa的负荷预压缩粘合0. 5秒至2秒、在190°C 至210°C以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且&为在 上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85°C和85% RH存储500个小时后测量的连 接电阻。
12. 如权利要求11所述的各向异性导电膜，其中，如在与测量R0相同的条件下预压缩 粘合和主压缩粘合后，在85°C和85% RH存储500个小时后测量，所述各向异性导电膜在电 极之间的空间中具有20 %或更小的气泡面积。
13. -种各向异性导电膜，如在与以下测量&相同的条件下预压缩粘合和主压缩粘合、 然后在85°C和85% RH下存储500个小时后测量，所述各向异性导电膜在电极之间的空间 中具有20%或更小的气泡面积，并且所述各向异性导电膜具有如等式III表示的100%或 更小的连接电阻增加率： [等式III] 连接电阻增加率（％ ) = [OVIO/RJXIOO， 其中，R。为在60°C至80°C以IMPa至3MPa的负荷下预压缩粘合0. 5秒至2秒、在190°C 至210°C以50MPa至80MPa的负荷下主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且札为 在上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85°C和85% RH存储500个小时后测量的 连接电阻。
14. 如权利要求12或13所述的各向异性导电膜，其中凡为4Ω或更小。
15. 如权利要求13所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的 总重量，所述各向异性导电膜包括： 5wt%至40wt%的含多环芳环的环氧树脂； 0. lwt%至30wt%的含二环戊二烯环的环氧树脂； 5wt%至35wt%的粘结剂树脂； 5wt %至50wt %的固化剂； 0· lwt%至20wt%的无机颗粒；和 5wt %至30wt %的导电颗粒。
16. 如权利要求13所述的各向异性导电膜，其中，所述导电颗粒具有1000N/mm2至 3000N/mm2的等式I表示的30% K值， [等式I] 30% K 值(N/mm2)=(3/A)FxS_3/2xR-1/2 其中，F为30 %的压缩变形中以N表示的负荷，S为30 %压缩变形中以mm表示的压缩 位移，并且R为以mm表示的颗粒半径。
17. 如权利要求13所述的各向异性导电膜，其中，含二环戊二烯环的环氧树脂具有 130°C至200°C的玻璃化转变温度，并且含多环芳环的环氧树脂具有200°C至300°C的玻璃 化转变温度。
18. 如权利要求1至11所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜具有50% 至70%的等式II表示的恢复率： [等式II] 恢复率（％ ) = DVQi+DWXlOO， 其中，Di为加压位移，并且D2为恢复位移。
19. 如权利要求1至17的任一项所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜用 在玻璃上芯片的安装中。
20. -种液晶显不器，包括： 驱动电路； 液晶显不器面板；和 根据权利要求1至17的任一项所述的各向异性导电膜。
21. -种有机发光二极管显不器，包括： 驱动电路； 有机发光二极管面板；和 如权利要求1至17的任一项所述的各向异性导电膜。
22. -种半导体装置，所述半导体装置通过根据权利要求1至17的任一项所述的各向 异性导电膜连接。
【文档编号】H01L51/52GK104250525SQ201410291221
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】朴永祐, 朴憬修, 崔贤民, 李大圭, 金柄秀 申请人:第一毛织株式会社