[发明专利]导电粘接剂的改进

说明书

一种导电粘结剂，例如各向异性导电粘接剂，其在粘合剂中包括导电颗粒集团和信号颗粒集团；其中导电颗粒集团和信号颗粒集团均具有<200μm且变化系数<10％的平均颗粒直径；其中信号颗粒被配置为当其变形至预定高度时提供指示；其中导电颗粒被配置成当其变形至大于或等于所述预定高度的高度时不会失效，例如不会裂化或破裂，其中所述信号颗粒被配置为在所述预定高度下提供指示。

技术领域

本发明涉及导电粘接剂的改进，特别地涉及对能够确定在粘合工艺中何时采用了最优粘合工艺参数的改进。更具体地，本发明涉及一种粘接剂，其具有指示在粘合过程中导电颗粒的最优变形何时已完成或将要完成的颗粒。

背景技术

在粘接剂基质中包含导电颗粒的导电粘接剂是众所周知。它们具有多种应用，但其尤其有用的则是在电子设备的制造过程中(例如，在液晶显示器(LCD)、LCD屏和驱动电子线路中)提供部件之间的粘接和电连接。

仅能沿着一个轴线传递电力的各向异性导电粘接剂(ACA)和各向异性导电膜(ACF)在许多重要的电子系统中提供了电连接。这种方法可以取代诸如焊接的传统方法，并且可以提供传统技术所通常缺乏的连接性。ACA/ACF也有利于更有效地使用板房式“房产”和更灵活、可靠的互连件。典型的ACA糊剂包含掺入到绝缘性粘结剂中的尺寸范围在2至50微米的导电金属颗粒(通常为涂覆有金属的聚合物颗粒)。更大的颗粒使用在诸如“倒装芯片”的应用中，在这种情况下将未经保护的器件“面朝下”地安装到互连板上。

ACA/ACF广泛应用于电子工业，并已成为针对将驱动电子线路与LCD制造业的显示器进行互连的实际标准。将ACA/ACF施加到基板上，随后将部件准确地布置在基板上，以使得部件与基板上的触点对准。施加力，并与此同时开启粘接剂固化工艺。这可以是包括接触式加热、红外线加热、微波加热或UV光等多种方法中的任一种。在此过程中，导电颗粒陷入到配合触点凸块之间。为了在最终的粘接剂连接中使空穴的量最小化，使用了过量的粘接剂，其中在粘合工艺中必须将该过量的粘接剂挤出。由于由持续固化所导致的粘接剂对时间及温度的严重依赖特性，使得极难以预测出能够正确地挤出适量的粘接剂并能在粘合完成后留下颗粒的正确变形量的力、时间和温度的适当组合。这些参数必须经过实验调整，甚至在某些情况下要在制造过程中被连续监测，但是要使之正确依然是非常困难的。因此，确定出能提供接触颗粒的正确变形量的正确工艺参数成为一个难题。

多年来，LCD产业发展出一种基于粘合颗粒的光学检查的技术。由于颗粒在一定程度上的脆性，当其变形达到一定水平时颗粒会裂化。颗粒具有显著的尺寸和机械特性变化(由于在制造过程中缺乏均匀性)，并且由于这种变化，使得直径上存在很大的变化，在这种情况下颗粒在变形时会失效(这里称为“裂化点”)。由于裂化点的这种广泛分布使得颗粒集团将随着压力的施加而逐渐裂化，并且颗粒会变形(例如，被压缩)。该技术假定当特定(小)百分比的颗粒已经裂化时，就已经实现了所需的变形量。然后，剩余的未裂化颗粒提供导电性。由此，将这一点的工艺参数(例如，压力和温度)作为正确的参数来应用。

在实际中，部件被施加到基板上并固化，并且确定出触点之间的裂化或破裂的颗粒级分。标称级分(例如10％至20％)用作表明已实现了所需的变形(例如已施加足够的压力)的指示。若小于该级分，则压力太少而得不到最优接触。若大于该级分，则压力过高。因此，通过检查裂化或破裂颗粒的级分，可估计出粘合工艺窗口。在基板是透明的情况下(例如，在LCD制造的情况中)，检查裂化颗粒较为简单。在其他情况下，就比较困难。

然而，本发明人已经认识到这种技术所存在的问题。随着电子设备变得越来越小，触点之间的尺寸和间距也变小了，并且导电粘接剂中所使用的导电颗粒尺寸也变得更小。随着LCD技术的发展，显示分辨率和像素数不断增加，使得触点之间的间距变得更小，因此导电颗粒的聚合物核的尺寸日益减小。与此同时，驱动器IC的成本严重依赖于集成电路的硅面积，当前所述硅面积是由焊盘尺寸和焊盘数量来定义的。使用更小的颗粒将允许更小的焊盘(或者每个焊盘上有更多的触点)，因此将显著地降低驱动器IC的成本。