[发明专利]各向异性导电粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及各向异性导电粘合剂，其用于将电子元件等粘结和电连接于在其上具有电极和电路的板。

背景技术

近年来，在使电子设备小型化和功能增强化的趋势下，在构成所述电子设备的组件中所提供的接线端(terminal)越来越小。因此，在电子封装技术领域里，已经广泛使用多种各向异性导电粘合剂以容易地将这些接线端连在一起。例如，各向异性导电粘合剂可用于将集成电路芯片粘结于柔性印刷的电路板(FPC)上或粘结于具有在其上形成的氧化铟锡(ITO)电极电路的玻璃基板上。

所述各向异性导电粘合剂为薄膜型粘合剂或糊料型粘合剂，其包括分散在绝缘树脂组合物中的导电粒子。将该各向异性导电粘合剂提供在物体之间以便通过加热和加压使所述物体粘结起来。当被加热或加压时，在所述粘合剂中的树脂会流入物体间的间隙以便将在所述物体上彼此正对布置的电极之间的空间密封起来。在所述树脂中的一些导电粒子也会流入到在彼此正对的电极之间的空间中以便实现它们之间的电连接。需要所述各向异性导电粘合剂提供导电性能和绝缘性能，在所述导电性能中在厚度方向上彼此正对的电极之间显示出低电阻(联结电阻)，和在所述绝缘性能中横向上相邻布置的电极之间显示出高电阻(绝缘电阻)。

作为构成所述各向异性导电粘合剂的绝缘树脂组合物的实例，主要使用环氧型热固性树脂组合物。例如，广泛使用含有固化剂和热固性树脂如环氧树脂与苯氧基树脂的树脂组合物。

需要所述各向异性导电粘合剂在连接部分中具有高可靠性，因为它会被用于连接精密装置如液晶显示器(LCD)中所含的外周组件。因此，需要耐环境(enviroment-resistant)特性以及导电/绝缘性能。所述性能是通过例如高温和高湿度测试或热循环测试来评估的。在此应该注意的是在所述各向异性导电粘合剂中所含的环氧型树脂组合物在耐潮湿性方面有一些问题。即，由于所述环氧树脂组合物在其分子中含有羟基基团，所以该环氧型树脂具有高吸水性和在高温和高湿度测试中可能出现弱的连接性。此外，由于与板材料相比，所述树脂组合物具有高的热膨胀系数，在热循环测试中，由于板和所述粘合剂间的热膨胀系数差异导致出现的应力可能会增加在连接部分处的联结电阻。

为了改进所述粘合剂的耐热性和耐潮湿性，专利文献1公开了各自含有苯氧基树脂、萘型环氧树脂和潜在固化剂作为关键组分的粘合剂组合物。通过使用萘型环氧树脂作为环氧树脂，可以提高固化树脂的玻璃化转变温度(Tg)。此外，为了降低热膨胀系数和提高耐潮湿性，已经提出了向树脂组合物中加入无机填充剂的方法。专利文献2公开了各自含有环氧树脂、潜在固化剂、无机填充剂和聚醚砜的环氧树脂薄片型粘合剂组合物。所公开的粘合剂组合物含有每100重量份的环氧树脂、潜在固化剂和聚醚砜总量的5至900重量份的无机填充剂。

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.8-315885

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2000-204324

发明内容

要解决的技术问题

通常，为了改进耐热性和耐潮湿性，需要将在所述各向异性导电粘合剂中所含的固化树脂组分的玻璃化转变温度(Tg)升高至较高温度。这是因为如果所述玻璃化转变温度(Tg)高，则可以抑制高温度范围内的热膨胀系数，以使得所述各向异性导电粘合剂的特性在高温和高湿度环境下显示出稳定性。

使用具有高玻璃化转变温度(Tg)的苯氧基树脂作为所述树脂组分以提高所述固化树脂组分的玻璃化转变温度(Tg)。然而，已经发现，如果使用具有高玻璃化转变温度(Tg)的苯氧基树脂，则所述各向异性导电粘合剂的连接可靠性被降低。尽管在加热和加压的条件下，物体间的各向异性导电粘合剂可以将所述物体结合起来，但是由于如果加热和加压，具有高玻璃化转变温度(Tg)的苯氧基树脂不具有充足的流动性，所以由所述固化树脂组分形成的绝缘薄膜不必然保留在所述物体间布置的电极之间的空隙中而可能会导致弱连接性。最近，特别需要在较低温度和较低压力下的粘合。因此，为了在这种条件下保持高连接可靠性，需要充足的流动性。

本发明的目的是解决上述问题和提供能够在高温和高湿度条件下控制热膨胀并且提高连接稳定性的各向异性导电粘合剂，同时不失去基本的性质如粘合性和导电/绝缘性能。

技术方案

本发明的发明人经过细致的研究之后，发现上述问题可通过含有环氧树脂、苯氧基树脂、固化剂、无机填充剂和导电粒子作为必要组分的粘合剂来解决，其中优化了所述苯氧基树脂的玻璃化转变温度(Tg)，最终完成了本发明。