[发明专利]各向异性导电膜和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够在低温下被迅速固化并且呈现优异的压痕状态(indentation state)的各向异性导电膜，以及使用所述各向异性导电膜连接的半导体装置。

背景技术

通常，各向异性导电膜(ACF)是指膜形粘合剂，其中诸如金属颗粒(包括镍或金颗粒)或金属涂覆的聚合物颗粒的导电颗粒分散在诸如环氧树脂的树脂中的。由具有电各向异性和粘合性的聚合物层形成的各向异性导电膜沿膜的厚度方向呈现导电性能并且沿其表面方向呈现绝缘性能。

当各向异性导电膜被置于将要被连接的电路板之间并且在特定条件下经受加热和压制时，电路板的电路端子通过导电颗粒电连接，并且绝缘粘合剂树脂填充相邻电路端子之间的空间以使导电颗粒彼此绝缘，从而提供电路端子之间的高绝缘性能。

为了确保对基板的充分的粘附性和连接可靠性，在将膜用于连接半导体装置之前，使各向异性导电膜在高温下经受长时间压制。然而，最近，为了通过在连接半导体装置时减少对基板的冲击来防止对半导体装置的损害同时改善生产率，存在对降低用于连接的温度和时间的增加的需求。

另一方面，作为用于确定各向异性导电膜在使用各向异性导电膜连接半导体装置时是否充分粘附于基板的方法，最近已经提出了对压痕状态的观察。

压痕是指在实际附着于粘附体并被压制于其上的各向异性导电膜的被压制表面的背侧上形成的不平整。由于此类压痕可充当直接或间接指示在压制各向异性导电膜时施加于各向异性导电膜的压力的均匀分布的标准，因此需要压痕的均匀形成。

在相关技术中，韩国专利公开10-2012-0068751A公开可在低温下被迅速固化并且包括聚氨酯树脂以改善在低温下粘结时的粘合强度的各向异性导电膜。当在各向异性导电膜的制备中使用具有高弹性模量的粘合剂树脂(例如，聚氨酯树脂)时，所制备的膜可在低温下呈现改善的粘附性。然而，在这种情况下，在膜压制的过程中出现不均匀的压力分布，并且这种不均匀的压力分布在膜的表面上形成严重凸陷的压痕，从而引起半导体装置的连接故障和各向异性导电膜的长期可靠性的劣化。

因此，需要在低温下呈现优异的粘附性同时提供均匀的压痕状态的各向异性导电膜。

发明内容

本发明的一个方面提供了各向异性导电膜，所述各向异性导电膜在低温下粘结后呈现强粘附，并且即使在高温和高湿条件下使用后仍呈现高可靠性。

具体地，本发明涉及提供能够在低温下迅速被固化并且在压制后呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。

根据本发明的一方面，提供了能够在低温下迅速被固化并且呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。

具体地，各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于所述各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，其中所述各向异性导电粘合剂层包括：(a)聚氨酯树脂；(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒。

根据本公开的另一方面，提供了各向异性导电膜，其中当所述各向异性导电膜被压制在粘附体上时，在其被压制的表面的背侧上的不平整具有约2μm或更高的最大高度，并且所述各向异性导电膜包括丙烯酸异冰片酯和导电颗粒。

根据本发明的实施方式的各向异性导电膜即使在低温下短时间压制后仍呈现良好的粘附性。而且，根据本发明的实施方式的各向异性导电膜通过在主压制(primary compression)的过程中将施加至膜的压力均匀分散而具有优异的压痕状态。

此外，根据本发明的实施方式的各向异性导电膜能够在低温下迅速被固化并且呈现均匀的压痕状态，从而即使在高温和高湿条件下长期使用后仍确保高可靠性。

附图说明

根据以下实施方式的详细描述连同附图，本发明的上述和其它方面、特征和优势将变得显而易见，其中：

图1是描绘不平整的变化的图的实例，通过在评价各向异性导电膜的表面的压痕状态时使用表面形状测量装置(Surface Profiler)所获得；并且

图2是半导体装置的截面图，所述截面图包括通过根据本发明的一个实施方式的各向异性导电粘合剂膜10彼此连接的第一和第二连接元件50、60，并且所述第一和第二连接元件50、60分别包括第一和第二电极70、80。这里，当在具有所述第一电极70的所述第一连接元件50和具有所述第二电极80的所述第二连接元件60之间压制各向异性导电粘合剂膜10时，所述第一电极70和所述第二电极80通过各向异性导电粘合剂膜10中的导电颗粒40彼此电连接。

具体实施方式