[发明专利]各向异性导电膜和使用其的半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及各向异性导电膜和使用所述各向异性导电膜的半导体装置。

背景技术

一般来说，各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)指通过将导电颗粒分散在例如环氧树脂等树脂中而制备的膜状粘着剂。各向异性导电膜由具有电各向异性和粘着力的聚合物层构成，且在膜的厚度方向上展现导电性质，且在膜的表面方向上展现绝缘性质。

当各向异性导电膜被置于电路板之间且在某些条件下进行热压缩时，电路板的电路端子经由导电颗粒而相互电连接，且绝缘层填充邻近电路端子之间的空间以将导电颗粒相互隔离，进而在电路端子之间提供高绝缘以及导电性。

在使用各向异性导电膜的调制过程中，各向异性导电膜在玻璃板上对准，且接着进行各向异性导电膜经由热压缩而紧固到玻璃衬底的预压缩，接着是离型膜的移除。此处，因为紧固到玻璃衬底的导电层的熔融粘度高于接近离型膜的绝缘层的熔融粘度，所以导电层展现对玻璃衬底的低粘着力，进而频繁导致预压缩故障，以致于在离型膜的移除后，各向异性导电膜完全与玻璃衬底分离，而不是保留在玻璃衬底上。

为了解决这个问题，已在此项技术中建议三层结构的各向异性导电膜。然而，三层结构的常规各向异性导电膜采用厚绝缘层以便确保绝缘层的预压缩性质。在这种状况下，由于固化后的导电膜的分离，而存在连接可靠性不足的问题(第H07-9821A号日本专利公开案)。

此外，在主要压缩中产生故障后，因为各向异性导电膜在经由返工过程移除分接头(tap)后进行手动预压缩，而不是玻璃衬底的设置，所以各向异性导电膜需要高预压缩性质。

另一方面，各向异性导电膜在预压缩时由于压力而经受应力。此时，如果施加到各向异性导电膜的外部应力超过允许最大应力，那么各向异性导电膜无法减轻内部应力而产生裂纹，进而导致例如粘着力等性质的降低以及各向异性导电膜的断裂。此外，当在降低的压力下执行预压缩时，存在膜伸长且膜的预压缩性质降低的问题。

因此，需要能够在固化前控制膜的预压缩性质的新颖方法、通过提高预压缩加工性能同时经由预压缩性质的调整而促进主要压缩而具有改进的形状稳定性和卷稳定性，以及包含这种各向异性导电膜的半导体装置。

发明内容

本发明的目标为提供通过调整应力-应变曲线的斜率和最大应力以实现预压缩性质的控制而具有改进的预压缩性质的各向异性导电膜和使用所述各向异性导电膜的半导体装置。

本发明的另一目标为提供通过经由预压缩性质的改进来促进主要压缩而具有进一步改进的形状稳定性的各向异性导电膜和使用所述各向异性导电膜的半导体装置。

根据本发明的一个实施例，提供一种各向异性导电膜，其中所述各向异性导电膜的应力-应变曲线具有如以下方程式1表示的大于0和小于或等于0.2kgf/(mm²·％)的斜率(A)(所述斜率(A)的单位：千克力/(平方毫米·％))，以及0.4千克力/平方毫米(kgf/mm²)或0.4千克力/平方毫米以上的最大应力(S_max)。

斜率(A，单位：千克力/(平方毫米·％))＝(1/2S_max-S₀)/x---(1)

(S_max：最大应力，x：最大应力的一半(1/2)下的应变(％)，S₀：0应变下的应力)

根据本发明的另一实施例，提供一种使用各向异性导电膜的半导体装置。

根据本发明的实施例，各向异性导电膜可通过调整应力-应变曲线的斜率和最大应力而提高预压缩性质和主要压缩加工性能来确保形状稳定性，通过减少固化后的分离而具有改进的连接可靠性，且确保足够导电性和对衬底的结合力。

此外，本发明的实施例提供由具有改进的预压缩性质和可靠性测试后连接电阻(post-reliability testing connection resistance)的各向异性导电膜连接的半导体装置，进而确保高温高湿条件下的长使用寿命。

附图说明

结合附图，根据示范性实施例的以下描述，本发明的以上和其它方面、特征和优点将变得显而易见。

图1为根据本发明的一个实施例的各向异性导电膜的截面图。

图2为说明应力-应变曲线的图式。

图3为实例2中所制备的各向异性导电膜的应力-应变曲线。

图4为描绘根据本发明的一个实施例的各向异性导电膜的斜率A和最大应力(S_max)的曲线图。