专利名称：：各向异性导电材料、连接结构体及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及将导电性粒子分散于绝缘性粘合剂中而成的各向异性导电材料、利用该各向异性导电材料的连接结构体及其制造方法。
背景技术：
：糊状或膜状的各向异性导电材料，被利用于将IC芯片安装于配线基板之时。例如，被利用于下述情形，即将图l的、具有交错配置于内面周边部的至少一部分上的凸起(bump)(外侧凸起la、内侧凸起lb)的IC芯片10，如图2所示那样，相对于具有与这些凸起la及lb对应的配线端子20的配线基板21，通过各向异性导电材料22用加热加压头23进行加热加压而连接之时。另外还被利用于下述情形，即将图3的、在聚酰亚胺片30的单面上平行配置的线状电极31从覆盖层膜32露出的挠性配线33，如图4所示那样，相对于具有与这些电极31对应的配线端子34的显示面板用玻璃基板35,通过各向异性导电材料36用加热加压头37进4于加热加压而连4妾之时。然而，为了将具有精密间距的凸起或连接电极的IC芯片等电子接区域存在li的导电性粒子，^且需要将过剩的粘l剂从压接区域排除。以往，为了满足这种要求，提出了将最低熔融粘度调节至lxl06-lxl(fmPa.s的范围的各向异性导电材料(专利文献1、权利要求5、段0031)。专利文献l:日本特开2000-340614号公报
发明内容然而，即使仅着眼于最低熔融粘度，并将其调节至规定范围，但在如图1所示的IC芯片IO的情况下，存在以下问题在外侧凸起la和内侧凸起lb之间传导电阻(導通抵抗)容易变得不同；或者，在如图3所示的挠性配线33的情况下，存在以下问题在多个线状电极中的两端的电极和内侧的电极之间传导电阻也容易变得不同、以及产生IC芯片的操作不良和显示面板的运转不良的可能性增加。本发明是意欲解决如上述现有技术问题而进行的发明，其目的是提供各向异性导电材料，以在通过各向异性导电材料将IC芯片或挠性配线连接至配线基板时，使传导电阻在各凸起间或线状端子间没有差异。解决技术问题的技术方案原因是在热I接时，根据凸起或线状:子的位i,使得所施加二热量或加热速度的状况不能说是完全一致，因而结果导致各向异性导电材料的熔融粘度根据凸起或线状端子的位置而不同。例如，在200。C、5秒的条件下，对图1的IC芯片进行热压接时，如图5所示，外侧凸起la中的各向异性导电材料的相对于时间的温度分布曲线为，随时间经过，温度上升，但由于热容易从外侧凸起la向其外侧逸出，因此使得外侧凸起la的温度分布曲线位于内侧凸起lb的温度分布曲线的下侧(低温侧)。这导致了以下结果外侧凸起la的压入与内侧凸起lb的压入相比并不充分，使得外侧凸起la中的传导电阻比内侧凸起lb中的传导电阻更大。将图5所示的现象应用于熔融粘度和温度的关系，则如图6所示。即，各向异性导电材料的熔融粘度分布曲线为，随着由加热引起的温度上升，熔融粘度降低，在温度T。达到最低熔融粘度。如果温度进一步上升，则固化反应变得优势，熔融粘度增大。这里，内侧凸起lb中的各向异性导电材料在温度To显示出最低熔融粘度时，外侧凸起4la中的熔融粘度在P点。这样，各向异性导电材料的熔融粘度根据凸起或线状端子的位置而不同。基于这种见解，本发明人等不仅着眼于最低熔融粘度，而且在通中i:异性导电材料最初达到最低熔融粘度^时候，还着眼于未达;过使它们之间保持一定的关系，从而使各凸起或连接垫(connectionpad)的连接电阻的差异幅度变小的可能性。在该研究中，本发明人等着眼于各向异性导电材料的最低熔融粘度ho]与在比显示最低熔融粘度的温度To低的温度T,下的熔融粘度[]的关系，结果发现，通常，达到凸起变得容易压入的各向异性导电材料的熔融粘度的温度是，比显示最低熔融粘度的温度To低30。C的温度，考察了该温度下的熔融粘度相对于最低熔融粘度的比值，结果发现如果该比值为3以下，则可以实现上述目的，从而完成了本发明。即，本发明为各向异性导电材料，其是导电性粒子分散于绝缘性粘合剂中而成的各向异性导电材料，其特征在于，最低熔融粘度ho]为1.0xl02~1.0xl06mPa.sec,且满足以下的式(l)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式(l)中，[ri。]为各向异性导电材料的最低熔融粘度，[rii]为比显示最j氐熔融粘度的温度To低30。C的温度T！下的熔融粘度。另外，本发明还提供连接结构体，其是在单面上设置有连接端子的电子部件的该连接端子与具有对应于该连接端子的连接区域的配线基板的该连接区域，通过各向异性导电材料连接而成的连接结构进一步地，本发明提供制造方法，其是该连接结构体的制造方法，各向异性导电连接材料，利用加热加压头对电子部件进行加热加压。发明的效果根据本发明，在通过各向异性导电材料将IC芯片或挠性配线连接至配线基板时，可以使传导电阻在各凸起间或线状端子间没有差异。IC芯片的凸起形成面的说明图。将IC芯片连接至配线基板时的说明图。挠性配线的说明图。将挠性配线连接至配线基板时的说明图。S压接时的i:异性导电材料的熔:粘度分布曲线。符号说明la外侧凸起lb内侧凸起10IC芯片20、34配线端子21配线基氺反22、36各向异性导电材料23、37力口^;力口^头30聚酰亚胺片31电极32覆盖层膜33挠性配线35显示面板用玻璃基板具体实施例方式本发明为各向异性导电材料，其是导电性粒子分散于绝缘性粘合剂中而成的各向异性导电材料，其特征在于，最低熔融粘度ho]为1.0xl02~1.0xl06mPa.sec,且满足以下的式(l)。1〈[",]/[r)o]S3(1)式(l)中，[ri()]为各向异性导电材料的最低熔融粘度，h」为比显示最低熔融粘度的温度To低30。C的温度L下的熔融粘度。这里，熔融粘度是使用旋转式流变仪(例如，TAInstrument社)，在规定的测定条件(升温速度1(TC/分钟；测定压力5g恒定；使用的测定板直径8mm)下测得的值。/[T)o]的比值为3以下，其原因是，如果该比值超过3,则由于交错凸起的内外树脂的粘度差，导致不能充分地连接。另外，由于[TH]是一定比[Tlo]大的值，因此[TH]/[T10]的比值是超过1的数值。从上述粘度差的观点考虑，优选的比值范围是以下的式(2)的范围。1^["i]/M《2(2)另外，在本发明的各向异性导电材料中，显示最低熔融粘度的温度To如果过低，则在安装时凸起接触至配线时，各向异性导电材料已经固化，不能充分地连接；如果过高，则安装时需要较长时间，故所述温度To优选为90~120°C，更优选为90~IO(TC。，可以适当选^列^口可歹ij金、镍、焊锡等金属粒子；用Ni/Au薄膜包覆苯基胍胺树脂的金属被覆树脂粒子；用绝缘树脂薄膜被覆了它们的表面的绝缘被覆导电粒子7等。作为它们的粒径，一般为1~lOpm，优选为25^im。作为构成本发明的各向异性导电材料的绝缘性粘合剂，也可以适当选择使用以往的各向异性导电材料中所用的绝缘'性粘合剂。例如，绝缘性粘合剂可在环氧单体或低聚物、苯氧树脂、液体或固体环氧树脂等绝缘性树脂中，适当含有胺系固化剂、咪唑系固化剂等固化剂，根据需要的曱苯等有机溶剂等，以及颜料、防锈剂等各种添加剂。混合来制造，另外还可以根据常规方法加工成膜状来使用。/[r)c)]的比值在规定范围内。特别优选通过配合有机填料来进行调节。作为这样的有机填料，可示例丁二烯共聚物、丙烯酸共聚物、苯乙烯共聚物等绝缘性树脂。A-B型或A-B-A型嵌段共聚物是，相对于聚合性树脂成分的相容性链段与非相容性链段形成A-B型或A-B-A型嵌段共聚物得到的共聚物。作为这种嵌段共聚物，特别优选苯乙烯-丙烯酸嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙酸乙烯酯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等苯乙烯系嵌段共聚物。这些苯乙烯系嵌段共聚物中，从分散性和粘度的平衡的观点考虑，最优选苯乙烯的共聚组成比为20wt。/。以上的共聚物。应予说明，在这些苯乙烯系嵌段共聚物中，可以在任意范围导入环氧基和羧基，另外，作为这种嵌段共聚物，可以使用市售品。作为这种绝缘性树脂填料的粒径，如果过小则分散变得困难，如0.01-10,,更优选为0.1~1,。以上说明的本发明的各向异性导电材料可适用于制造连接结构体之时。即，本发明还包括下述连接结构体在单面上设置有连接端子的电子部件的该连接端子，与具有对应于该连接端子的连接区域的配线基板的该连接区域，通过本发明的各向异性导电材料连接而成的连接结构体。作为构成这种连接结构体的电子部件，可列举图1的IC芯片，该IC芯片具有交错配置于内面周边部的至少一部分上的多个凸起或连接垫。另外还可列举如图3所示的、具有在单面上平行配置的多条线状配线的挠性印刷配线板，但并不受这些的限定。作为配线基板，以往各向异性导电材料所适用的配线基板均在本发明范围内，可列举挠性配线基板、玻璃环氧配线基板、叠层配线基板、显示器用透明玻璃或树脂配线基板等。这种连接结构体可以通过下述方式制造在电子部件的连接端子和配线基板的连接区域之间夹持本发明的各向异性导电材料，利用加热加压头对电子部件进行加热加压。实施例以下，通过实施例更具体地说明本发明。参考例l(苯乙烯系嵌段共聚物粒子的合成)在具备温度计、氮气导入管、搅拌器及冷凝器的玻璃制反应器中，加入水300质量份、部分皂化聚乙烯醇(^一i—乂一小KH-17、日本合成化学工业社制)的1%水溶液15质量份以及羟磷灰石的10%水分散液(7—"一夕一卜10、日本化学工业社制)15质量份。使高分子过氧化物(polymericperoxide)类0.5质量份在室温下、1小时分散于上述水溶液中之后，加入乙酸乙烯酯30质量份，一边向反应器内导入氮气，一边在搅拌下、在60。C进行2小时聚合(第一阶段聚合)。然后，冷却至室温，向反应器中加入笨乙烯70质量份，室温下进行l小时搅拌。进而，一边向反应器中导入氮气，一边在8(TC搅拌8小时，在90。C进行30分钟聚合(第2阶段聚合)。然后，将反应混合物冷却至室9温，得到作为沉淀物的聚合物。将所得的聚合物用5%盐酸130质量份洗涤，接着用水洗涤，并过滤分离。通过干燥所得的聚合物，从而以85%的收率得到白色粒子状的苯乙烯系嵌段共聚物。该嵌段共聚物中的苯乙烯与乙酸乙烯酯的共聚组成比为70:30。实施例1~2、比寿交例1~2通过使用行星式搅拌机均匀地混合表1的成分(质量份)，来制备膜状的各向异性导电材料。对于所得的各向异性导电材料，如以下说明的那样来测定熔融粘度和传导电阻。<熔融粘度测定〉使用旋转式流变仪(TAInstrument社)，在升温速度1(TC/分钟、测定压力5g恒定、使用的测定板直径8mm的条件下，测定各向异性导电材料的熔融粘度。得到的最低熔融粘度ho](Pa.sec)和此时的温度Tq(。C)、在比Tq低30。C的温度Ti下的熔融粘度[](Pa.sec)的结果如表1所示。<传导电阻测定〉8o°c、5分钟预烘来制作各口向异性导电膜:将所得;的:向异性导电膜夹持于具有交错配置的金凸起的试验用IC芯片(凸起尺寸1800nm2、凸起高度15pm、外侧凸起列与内侧凸起列之间的距离20pm、各列内的凸起间的距离20^im)与对应的玻璃基板之间，用加热加压头在200°C、压力60MPa下，进行5秒钟加热加压。根据常规方法测定此时的外侧凸起和内侧凸起的传导电阻(Q)。所得结果如表1所示。10[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表1可知，实施例1和2的各向异性导电材料，最低熔融粘度ho]在1.0xl02~1.0xl06mPa.sec的范围内，而且[rh]/[r)o]的比值不足3.0，因此交错配置的外侧凸起和内侧凸起的传导电阻分别为以下，基本不存在差异。在1.0xl02~1.0xio6mPa.sec的范围内，但是[rn]/[r)o]的比值超过3.0,因此交错配置的内侧凸起的传导电阻为0.5Q以下，而外侧凸起的传导电阻增大至7~10倍以上，由此可知传导电阻缺乏稳定性。实施例3、比專交例3~5通过使用行星式搅拌机均匀地混合表2的成分(质量份)，来制备膜状的各向异性导电材料。对于所得的各向异性导电材料，与实施例1同样测定熔融粘度和传导电阻。在1.0xl02~1.0xl06mPa.sec的范围内，而且[rj]/[rio]的比值不足3.0，因此交错配置的外侧凸起和内侧凸起的传导电阻分别为以下，基本不存在差异。与此相对，比4支例3~5的各向异性导电材料的情况下，最低熔融粘度[rjo]在1.0xl02~1.0><106mPa.sec的范围内，但是[rn]/[rio]的比值超过3.0，因此交错配置的内侧凸起或外侧凸起或者两侧的凸起中显示出以上的传导电阻，而且外侧凸起的传导电阻增大至内侧凸起的1.75~13倍以上，由此可知传导电阻缺乏稳定性。产业实用性本发明的各向异性导电材料，在通过各向异性导电材料将IC芯片或挠性配线连接至配线基板时，可以使传导电阻在各凸起间或线状端子间没有差异。因此，作为将IC芯片等电子部件安装至挠性配线基板时的各向异性导电片是有用的。权利要求1.各向异性导电材料，其是导电性粒子分散于绝缘性粘合剂中而成的各向异性导电材料，其特征在于，最低熔融粘度[η0]为1.0×102～1.0×106mPa·sec，且满足以下的式(1)，1＜[η1]/[η0]≤3(1)式(1)中，[η0]为各向异性导电材料的最低熔融粘度，[η1]为比显示最低熔融粘度的温度T0低30℃的温度T1下的熔融粘度。2.权利要求1所述的各向异性导电材料，其中，温度To为90120°C。3.权利要求1或2所述的各向异性导电材料，其含有有机绝缘填料。4.连接结构体，其是在单面上设置有连接端子的电子部件的该连接端子与具有对应于该连接端子的连接区域的配线基板的该连接区域，通过各向异性导电材料连接而成的连接结构体，其特征在于，该各向异性导电材料是权利要求1~3中任一项所述的各向异性导电材料。5.权利要求4所述的连接结构体，其中，电子部件为具有交错配置于内面周边部的至少一部分上的多个凸起或连接垫的IC芯片。6.权利要求4或5所述的连接结构体，其中，电子部件为具有在单面上平行配置的多条线状配线的挠性配线片。7.制造方法，其是权利要求4~6中任一项所述的连接结构体的制造方法，其特征在于，在电子部件的连接端子与配线基板的连接区域之间夹持各向异性导电材料，利用加热加压头对电子部件进行加热力口压。全文摘要在通过各向异性导电材料将IC芯片或挠性配线连接至配线基板时，可以使传导电阻在各凸起间或线状端子间没有差异的各向异性导电材料，其是导电性粒子分散于绝缘性粘合剂中而成的各向异性导电材料，其中，最低熔融粘度[η<sub>0</sub>]为1.0×10<sup>2</sup>～1.0×10<sup>6</sup>mPa·sec，且满足以下的式(1)，1＜[η<sub>1</sub>]/[η<sub>0</sub>]≤3(1)。式(1)中，[η<sub>0</sub>]为各向异性导电材料的最低熔融粘度，[η<sub>1</sub>]为比显示最低熔融粘度的温度T<sub>0</sub>低30℃的温度T<sub>1</sub>下的熔融粘度。文档编号C09J11/00GK101689409SQ20088002179公开日2010年3月31日申请日期2008年4月15日优先权日2007年6月26日发明者山本润,田中芳人申请人:索尼化学&信息部件株式会社