专利名称：电路连接材料和电路连接结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路连接材料和电路连接结构体。
背景技术：
将相对置的电路加热、加压而将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，例 如，将导电粒子分散于环氧系粘接剂、丙烯酸系粘接剂的各向异性导电性粘接膜，主要广 泛使用于搭载有使液晶显示器(IXD)驱动的半导体的TCP(带载封装(Tape Carrier Package))或COF(柔性芯片(Chip On Flex))与LCD面板的电连接、或者TCP或COF与印 刷电路板的电连接。另外，最近，在以面朝下的方式直接将半导体安装于LCD面板、印刷电路板的情况 下，不采用以往的引线接合法，而采用对于薄型化、狭间距连接来说有利的倒装芯片安装， 此处各向异性导电性粘接膜也被用作电路连接材料(例如，参照专利文献1 4)。另外，近年，伴随着IXD模块的COF化、细间距化，在使用了电路连接材料来连接 时，存在有在相邻的电极间发生短路这样的问题。作为它们的对应策略，存在有通过在粘接 剂成分中分散绝缘粒子而防止短路的技术(例如，参照专利文献5 9)。另外，为了粘接于基板由绝缘性有机物或玻璃形成的配线部件，以及为了粘接于 在表面的至少一部分上具备选自氮化硅、硅树脂和聚酰亚胺树脂的至少一种的配线部件 等，存在有在粘接剂成分中含有有机硅粒子的技术(例如，参照专利文献10)。另外，为了 降低基于粘接后的热膨胀率差的内部应力，而存在有在粘接剂中分散橡胶粒子的技术(例 如，参照专利文献11)。进一步，作为防止电路间短路的手段，存在有使用由具有绝缘性的覆膜覆盖了表 面的导电粒子的技术(例如，参照专利文献12和13)。
专利文献13 日本特开2001-195921号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，就这些以往的电路连接材料而言，在成为基板的玻璃的玻璃边缘部上形成 的有机膜的突起的作用下，流动了的导电粒子被拦住而凝聚；或者，即使是未形成有机膜的 基板，也存在由于在玻璃边缘部COF的抗蚀层(resist)拦住粘接剂的流动，而使导电粒子 凝聚，从而发生短路的问题。进一步，最近，为了降低成本，使用IZO(掺锌的氧化铟(Zinc doped IndiumOxide))电极替代以往的ΙΤ0(掺锡的氧化铟(Tin doped Indium Oxide))电极作为 玻璃基板电极的制造者有所增加。由于IZO电极的电阻值比ITO电极高，因此在使用了以 往的含有由具有绝缘性的覆膜覆盖了表面的导电粒子的电路连接材料的情况下，产生有对 置的电路电极间的连接电阻变高这样的问题。本发明鉴于上述现有技术所存在的课题而开发，目的在于提供一种电路连接材 料、以及使用其而将对置配置的第一电路电极和第二电路电极电连接的电路连接结构体， 所述电路连接材料为，可防止由在玻璃基板的边缘部的导电粒子的凝聚所导致的短路的发 生、并且即使在使用了 IZO电极的情况下也可获得良好的连接电阻的电路连接材料。解决课题的技术方案为了实现上述目的，本发明提供一种电路连接材料，其为介于相对峙的电路电极 间、对相对置的电路电极加压并将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，含有粘接剂 成分、表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子、表面的至少一部分被M或 其合金或其氧化物所覆盖且具有突起的第二导电粒子，上述第一导电粒子与上述第二导电 粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒子的个数)为0.4 3。另外，本发明提供一种电路连接材料，其为介于相对峙的电路电极间、对相对置的 电路电极加压并将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，含有粘接剂成分、表面的至 少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子、表面的至少一部分被维氏硬度300Hv以上 的金属、合金或金属氧化物所覆盖且具有突起的第二导电粒子，上述第一导电粒子与上述 第二导电粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒子的个数)为0.4 3。根据这些电路连接材料，可防止由玻璃基板的边缘部处的导电粒子的凝聚导致的 短路的发生、并且即使在使用了 IZO电极的情况下也可获得良好的连接电阻。关于可获得 相关的效果的理由，本发明人等推测如下。即，认为如果仅采用上述第一导电粒子，则基板 和导电粒子之间缺乏树脂的排除性并且不能获得充分的接触面积，与此相对，由于上述第 二导电粒子的存在，而容易排除基板和导电粒子之间的树脂，因此可确保充分的接触面积， 可获得良好的连接电阻。在本发明的电路连接材料中，上述第一导电粒子与上述第二导电粒子的体积比 (第一导电粒子的体积/第二导电粒子的体积)优选为0. 4 3，更优选为0. 45 2. 5，进 一步优选为0. 5 2. 0。由此，可含有为确保基板与导电粒子的充分的接触面积而必需的第 二导电粒子，可获得更良好的连接电阻。另外，在本发明的电路连接材料的上述第二导电粒子中，优选上述突起的高度为50 500nm、邻接的上述突起间的距离为IOOOnm以下。由此，可更充分降低所对置的电路 电极间的连接电阻，且可更充分抑制该连接电阻随着时间经过的上升。另外，在本发明的电路连接材料的上述第一导电粒子中，优选按照覆盖率为20 70%的方式设置有上述绝缘覆盖体。由此，能够充分确保邻接的电路电极间的绝缘性，并且 可更充分地降低对置的电路电极间的连接电阻。另外，可更充分抑制连接电阻随着时间经 过的上升。另外，在本发明的电路连接材料中，就上述第一导电粒子而言，具备具有导电性的 核粒子、设置于该核粒子的表面上的、包含多个绝缘性粒子的上述绝缘覆盖体，优选上述绝 缘性粒子的平均粒径(D2)与上述核粒子的平均粒径(D1)之比(D2ZiD1)为1/10以下。由此， 可更充分地降低所对置的电路电极间的连接电阻，并且，可更充分地抑制该连接电阻随着 时间经过的上升。另外，在本发明的电路连接材料中，就上述第一导电粒子而言，具备具有导电性的 核粒子、设置于该核粒子的表面上的、包含含有有机高分子化合物的绝缘性层的上述绝缘 覆盖体，优选上述绝缘性层的厚度(T2)与上述核粒子的平均粒径(D1)之比(IVD1)为1/10 以下。由此，可更充分地降低对置的电路电极间的连接电阻，且可更充分地抑制该连接电阻 随着时间经过的上升。进一步，就本发明的电路连接材料而言，优选上述第一导电粒子和上述第二导电 粒子的平均粒径都在2 6 μ m的范围内。由此，能够充分确保邻接的电路电极间的绝缘性， 并且更充分地降低对置的电路电极间的连接电阻。本发明另外提供一种电路连接结构体，将具有第一电路电极的第一电路部件与具 有第二电路电极的第二电路部件，按照上述第一电路电极和上述第二电路电极对置的方式 来配置，在所对置配置了的上述第一电路电极与上述第二电路电极之间介入上述本发明的 电路连接材料，通过加热加压，从而使所对置配置了的上述第一电路电极和上述第二电路 电极电连接。就相关电路连接结构体而言，由于使用上述本发明的电路连接材料来连接第一电 路部件和第二电路部件，因此可充分抑制邻接的电路电极间的短路的发生，并且，充分降低 对置的电路电极间的连接电阻。另外，本发明提供，上述第一电路电极和上述第二电路电极的至少一方为ITO电 极的上述电路连接结构体。进一步，本发明提供，上述第一电路电极和上述第二电路电极的至少一方为IZO 电极的上述电路连接结构体。发明效果
根据本发明，可提供一种电路连接材料和电路连接结构体，所述电路连接材料，相 比于以往的电路连接材料而言，难以发生电路间的短路，即使在使用了 IZO电极等高电阻 电极的情况下也可获得良好的连接电阻，且连接可靠性也优异。
图1是表示第一导电粒子的一个优选实施方式的模式剖视图；图2是表示第一导电粒子的另一个优选实施方式的模式剖视图3是表示第二导电粒子的一个优选实施方式的模式剖视图；图4是表示本发明的电路连接材料的一个实施方式的模式剖视图；图5是模式地表示本发明的电路连接结构体的制造方法的工序剖视图；图6是表示在形成有ITO电极的玻璃基板的边缘部产生了导电粒子的凝聚的情况 下的外观的连接体照片。符号说明1 核粒子，Ia 基材粒子，Ib 导电层，2A 绝缘性粒子，2B 绝缘性层，10、10A、IOB 第一导电粒子，14 突起部，20、20A、20B 第二导电粒子，21 核体，21a 中核部，21b 突起 部，22 金属层，50 膜状的电路连接材料，51 粘接剂成分，60 电路连接部，70 电路连接结 构体，72，76 电路电极，73 =LCD面板，74 液晶显示部，75 电路基板。
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。
本发明的电路连接材料含有粘接剂成分、第一导电粒子、第二导电粒子。在本发明 中，粘接剂成分包含电路连接材料的结构材料之中的除了导电粒子以外的全部材料。本发明的电路连接材料，可含有包含(a)环氧树脂、(b)潜伏性固化剂的粘接剂作 为粘接剂成分。作为(a)环氧树脂，列举出由表氯醇与双酚A、双酚F和/或双酚AD等衍生的双 酚型环氧树脂，由表氯醇与苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆衍生的环氧酚醛清漆树脂，具有含 有萘环的骨架的萘系环氧树脂，缩水甘油胺、缩水甘油醚、联苯、脂环式等1分子内具有2个 以上的缩水甘油基的各种环氧化合物等。它们可以单独1种或混合2种以上而使用。就这些环氧树脂而言，为了防止电子迁移，优选使用杂质离子(Na+、CF等)、水解 性氯等降低至300ppm以下的高纯度品。作为(b)潜伏性固化剂，列举出咪唑系、酰胼系、三氟化硼-胺配位化合物、锍盐、 胺酰亚胺、聚胺的盐、双氰胺等。它们可以单独1种或混合2种以上而使用。另外，就这些 潜伏性固化剂而言，也可混合分解促进剂、抑制剂等而使用。另外，通过用聚氨酯系、聚酯系 的高分子物质等覆盖这些潜伏性固化剂从而微囊化的物质，由于使用寿命延长，因而优选。另外，就本发明中使用的电路连接材料而言，可含有如下粘接剂作为粘接剂成分， 所述粘接剂包含(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂、(d)自由基聚合性物质。作为(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂(以下，视情况而称为“游离自 由基产生剂”)，列举出过氧化化合物、偶氮系化合物等在加热或光作用下分解而产生游离 自由基的物质。就游离自由基产生剂而言，可根据目标的连接温度、连接时间、适用寿命等 来适宜选定，但是从高反应性和适用寿命的观点考虑，优选半衰期10小时的温度为40°C以 上，且半衰期1分钟的温度为180°C以下的有机过氧化物。对于(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂的配合量而言，以粘接剂成分 的固体成分(固形分)总量为基准，优选为0. 05 10质量％左右，更优选为0. 1 5质量％。作为(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂，具体列举出二酰基过氧化 物类、过氧化二碳酸酯类、过氧化酯类、过氧化缩酮类、二烷基过氧化物类、氢过氧化物类等。其中，从抑制电路部件的电路电极的腐蚀的观点考虑，优选为过氧化酯类、二烷基过氧 化物类、氢过氧化物类，进一步从可获得高反应性的观点考虑，更优选为过氧化酯类。作为二酰基过氧化物类，例如列举出异丁基过氧化物、2，4_ 二氯苯甲酰基过氧 化物、3，5，5-三甲基己酰基过氧化物、辛酰过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酰过氧化物、琥 珀酰过氧化物、苯甲酰过氧化甲苯、苯甲酰过氧化物等。作为过氧化二碳酸酯类，例如列举出二 -正丙基过氧化二碳酸酯、二异丙基过氧 化二碳酸酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基甲氧基过氧化二碳酸 酯、二 O-乙基己基过氧化)二碳酸酯、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲 氧基丁基过氧化)二碳酸酯等。作为过氧化酯类，例如列举出异丙苯基过氧化新癸酸酯、1，1，3，3_四甲基丁基 过氧化新癸酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化新癸酸酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新 戊酸叔丁酯、1，1，3，3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、2，5_ 二甲基-2，5-双乙基 己酰基过氧化)己烷、1-环己基-1-甲基乙基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化-2-乙基己酸 叔己酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、1，1_双(叔丁基过氧化)环己 烷、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、过氧化月桂酸叔 丁酯、2，5_ 二甲基-2，5-双(间甲苯酰基过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔 丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔己酯、过氧化乙酸叔丁酯等。作为过氧化缩酮类，例如列举出1，1-双(叔己基过氧化)-3，5，5_三甲基环己 烷、1，1-双(叔己基过氧化)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧化)-3，5，5-三甲基环己烷、1， 1_(叔丁基过氧化)环十二烷、2，2_双(叔丁基过氧化)癸烷等。作为二烷基过氧化物类，例如列举出α，α ’ -双(叔丁基过氧化)二异丙苯、过 氧化二异丙苯、2，5_ 二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基异丙苯基过氧化物等。作为氢过氧化物类，例如列举出二异丙苯氢过氧化物、异丙苯氢过氧化物等。这些(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂，可以单独1种或混合2种以 上而使用。另外，(c)通过加热或光而产生游离自由基的固化剂，也可混合分解促进剂、抑 制剂等而使用。(d)自由基聚合性物质为具有通过自由基而聚合的官能团的物质，例如列举出 丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，马来酰亚胺化合物等。作为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如列举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲 基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、二 (甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、 三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸脂、2-羟基-1，3-二 (甲基)丙烯酰氧基丙烷、2，2_双甲基)丙烯酰氧基甲氧基)苯基]丙烷、2，2_双 [4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙 烯酸三环癸酯、双((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、ε -己内酯改性三((甲基)丙 烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等。在本发明中，这样的自由基聚合性物质可以单独1种或组合2种以上来使用。作为马来酰亚胺化合物，优选在分子中含有至少两个以上马来酰亚胺基的化合 物，例如列举出1-甲基_2，4-双马来酰亚胺苯、N，N’ -间亚苯基双马来酰亚胺、N，N’ -对亚苯基双马来酰亚胺、N, N’ -间甲代亚苯基双马来酰亚胺、N, N’ -4,4-亚联苯基双马来酰 亚胺、N，N，-4，4-(3，3，- 二甲基-亚联苯基)双马来酰亚胺、N，N，-4，4-(3，3，- 二甲基二 苯基甲烷)双马来酰亚胺、N，N’ -4，4-(3，3-二乙基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N，N’ -4， 4-二苯基甲烷双马来酰亚胺、N，N’ -4，4-二苯基丙烷双马来酰亚胺、N，N’ -4，4-二苯基醚 双马来酰亚胺、N，N’ -3，3’ - 二苯砜双马来酰亚胺、2，2-双W-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯 基]丙烷、2，2_双[3-仲丁基-4，8-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、1，1_双马 来酰亚胺苯氧基)苯基]癸烷、4，4’ -环亚己基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2-环己 基]苯、2，2-双马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷等。它们可以单独1种或组 合2种以上来使用，或可与烯丙基苯酚、烯丙基苯基醚、苯甲酸烯丙酯等烯丙基化合物组合 而使用。另外，在本发明中，从使固化电路连接材料之前的电路部件的临时固定变得容易 的观点考虑，优选至少含有25°C时的粘度为100000 lOOOOOOmPa · s的自由基聚合性物 质，更优选含有具有100000 500000mPa-s的粘度(25°C )的自由基聚合性物质。自由基 聚合性物质的粘度，可通过使用市售的E型粘度计来测定。从粘接性的观点考虑，(c)自由基聚合性物质中，优选氨基甲酸酯丙烯酸酯或氨基 甲酸酯甲基丙烯酸酯。另外，为了提高耐热性，优选合用与上述的有机过氧化物交联后的聚 合物的Tg单独为100°C以上的自由基聚合性物质。作为这样的自由基聚合性物质，可使用 具有二环戊烯基、三环癸基和/或三嗪环的物质。特别地，优选使用具有三环癸基、三嗪环 的自由基聚合性物质。另外，根据需要，也可在粘接剂成分中，适当使用对苯二酚、甲基醚对苯二酚类等 阻聚剂。进一步，以粘接剂成分的固体成分总量作为基准(100质量％ )，使用具有磷酸酯 结构的自由基聚合性物质0.1 10质量％的情况下，由于提高在金属等无机物表面上的粘 接强度，因而优选，更优选使用0. 5 5质量％。具有磷酸酯结构的自由基聚合性物质，可作为磷酸酐与2-羟基(甲基)丙烯酸酯 的反应物而获得。具体列举出2-甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯、2-丙烯酰氧基乙基酸 式磷酸酯等。它们可以单独1种或组合2种以上而使用。本发明的电路连接材料至少含有第一导电粒子和第二导电粒子这两种导电粒子， 所述第一导电粒子为表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子，所述第二导 电粒子为表面的至少一部分被Ni或其合金或其氧化物，或者被维氏硬度300Hv以上的金 属、合金或金属氧化物所覆盖且具有突起的第二导电粒子。另外，电路连接材料所含有的第 一导电粒子与第二导电粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒子的个数)为 0. 4 3。以下，分别对第一导电粒子和第二导电粒子，一边参照附图一边说明。首先，对表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子进行说明。就第 一导电粒子而言，优选具备具有导电性的核粒子、设置于该核粒子的表面上的绝缘覆盖体。 就第一导电粒子而言，优选按照覆盖率为20 70%的范围的方式设置有绝缘覆盖体。此 处，上述覆盖率通过下述式(1)而定义。[数学式1]
权利要求
1.一种电路连接材料，其特征在于，其为介入于相对峙的电路电极间、对相对置的电路 电极加压并将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，其含有粘接剂成分；表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子；表面 的至少一部分被M或其合金或其氧化物所覆盖且具有突起的第二导电粒子，所述第一导电粒子与所述第二导电粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒 子的个数)为0.4 3。
2.一种电路连接材料，其特征在于，其为介入于相对峙的电路电极间、对相对置的电路 电极加压并将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，其含有粘接剂成分；表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子；表面 的至少一部分被维氏硬度300Hv以上的金属、合金或金属氧化物所覆盖且具有突起的第二 导电粒子，所述第一导电粒子与所述第二导电粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒 子的个数)为0.4 3。
3.根据权利要求1或2所述的电路连接材料，其特征在于，所述第一导电粒子与所述第 二导电粒子的体积比(第一导电粒子的体积/第二导电粒子的体积)为0. 4 3。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的电路连接材料，其特征在于，在所述第二导电粒 子中，所述突起的高度为50 500nm，邻接的所述突起间的距离为IOOOnm以下。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的电路连接材料，其特征在于，在所述第一导电粒 子中，按照覆盖率为20 70%的方式设置有所述绝缘覆盖体。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的电路连接材料，其特征在于，所述第一导电粒子具备具有导电性的核粒子；设置于该核粒子的表面上的、包含多 个绝缘性粒子的所述绝缘覆盖体，所述绝缘性粒子的平均粒径(D2)与所述核粒子的平均粒径(D1)的比(D2ZiD1)为1/10 以下。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的电路连接材料，其特征在于，所述第一导电粒子具备具有导电性的核粒子；设置于该核粒子的表面上的、包含含 有有机高分子化合物的绝缘性层的所述绝缘覆盖体，所述绝缘性层的厚度(T2)与所述核粒子的平均粒径(D1)的比(IVD1)为1/10以下。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的电路连接材料，其特征在于，所述第一导电粒子和所述第二导电粒子的平均粒径都处于2 6μπι的范围内。
9.一种电路连接结构体，其特征在于，将具有第一电路电极的第一电路部件和具有第二电路电极的第二电路部件，按照所述 第一电路电极与所述第二电路电极对置的方式来配置，在所对置配置了的所述第一电路电 极与所述第二电路电极之间介入权利要求1 8中任一项所述的电路连接材料，并加热加 压，从而将所对置配置了的所述第一电路电极与所述第二电路电极电连接。
10.根据权利要求9所述的电路连接结构体，其特征在于，所述第一电路电极和所述第 二电路电极的至少一方为ITO电极。
11.根据权利要求9所述的电路连接结构体，其特征在于，所述第一电路电极和所述第 二电路电极的至少一方为IZO电极。
全文摘要
本发明提供一种电路连接材料和电路连接结构体，就本发明的电路连接材料而言，其为介入于相对峙的电路电极间、对相对置的电路电极加压并将加压方向的电极间电连接的电路连接材料，含有粘接剂成分、表面的至少一部分被绝缘覆盖体所覆盖的第一导电粒子、表面的至少一部分被Ni或其合金或其氧化物或者被维氏硬度300Hv以上的金属所覆盖且具有突起的第二导电粒子，前述第一导电粒子与前述第二导电粒子的个数比(第一导电粒子的个数/第二导电粒子的个数)为0.4～3。
文档编号H01L21/60GK102047347SQ20098012007
公开日2011年5月4日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年7月1日
发明者关耕太郎, 小林宏治, 立泽贵 申请人:日立化成工业株式会社