[发明专利]各向异性的导电粘合剂膜

说明书

背景技术

发明的技术领域

一般来说，本发明涉及各向异性的导电粘合剂膜，更具体地说，本发明涉及例如用于将电子元件连接到电路衬底的薄膜。

相关技术的描述

当将电子元件(如集成电路块)连接到电路衬底(如带式自动粘合胶带)时，需要使用各向异性的导电粘合剂膜，这种粘合剂膜既具有优良的粘合性，又提供可靠性高的电连接。

一般来说，各向异性的导电粘合剂膜包括分散在电绝缘粘合剂中的导电颗粒。通过提供稳定的电阻(即在薄膜的使用和老化时电阻仅发生微小变化)可以得到可靠性高的电连接。为了达到这个目标，用绝缘性的粘合剂将导电颗粒牢固地固定在电子元件和电路衬底之间是重要的，因为导电颗粒的物理移动可使电阻发生变化。

然而，不幸的是，导电颗粒和绝缘粘合剂的热膨胀系数之间的差别是相当大的。粘合剂的热膨胀系数一般大于导电颗粒的热膨胀系数。结果，使用各向异性的导电粘合剂膜的电子元件装置(electroniccomponent assemblies)正常经受的温度变化可使绝缘粘合剂和导电颗粒以不同的速度进行膨胀和收缩。由于粘合剂的膨胀和收缩而施加在颗粒上的力可以导致导电颗粒的物理移动，这是不希望的。

另外，各向异性的导电粘合剂膜最好应该是透明的，以便在制造过程中将它们粘合在一起时可以用电路衬底对电子元件进行适当的调整或定位。

几篇参考文献揭示了各向异性的导电粘合剂膜。例如，日本专利公开出版物No.3-223380揭示了一种含20％(体积)粒度为10-20μm的氧化铝或氮化铝的各向异性的导电性膜。

日本专利公开出版物No.2-206670揭示了含3-50％(体积)平均粒度为1-50μm的导热填料的各向异性的导电性膜。

日本专利公开出版物No.62-177082揭示了一种含1-30％(重量)平均初级粒子粒度为4-100mμm的二氧化硅颗粒的各向异性的导电性膜。所述的导电颗粒是镀有金属的有机聚合物芯。

现仍需要一种各向异性的导电粘合剂膜，其中绝缘粘合剂和导电颗粒的热膨胀系数之差很小，以使导电颗粒可以被绝缘粘合剂牢固地固定在电子元件和电路衬底之间。各向异性的导电性膜的透明度最好足够高，以便可以容易地配准电子元件和电路衬底。

发明的概述

一方面，本发明一般涉及一种包括电绝缘粘合剂、分散在绝缘粘合剂中的导电颗粒和分散在绝缘粘合剂中的透明球形玻璃颗粒的各向异性的导电粘合剂膜。玻璃颗粒减小了绝缘粘合剂的热膨胀系数，同时保持了粘合剂膜的透明度。因此，用绝缘粘合剂可以得到在整个寿命期间保持稳定的电连接，所述的绝缘粘合剂的透明度足够高，就容易配准电子元件(如集成电路块)和电路衬底(如a tape automat-ed bonding tape)。

许多粘合剂树脂可以用于产生绝缘粘合剂，包括曾习用于各向异性的导电粘合剂膜的粘合剂树脂。

也可以使用各种导电颗粒，如曾习用于这种粘合剂膜的导电颗粒。镍粒是特别优选的。以粘合剂膜的总体积为基准，宜于包括0.5-20％(体积)，最好包括含约1-5％(体积)的导电颗粒。

玻璃颗粒的平均粒度宜小于约1μm，最好约在0.1-1μm之间。如果玻璃颗粒的形状是球形，而不是薄片状的，则它有助于形成有用的粘合剂膜。玻璃颗粒的折射率最好约为1.4-1.6，且与绝缘粘合剂的折射率相匹配，结果可以得到易于配准电子元件和电路衬底的透明粘合剂。以粘合剂膜的总体积为基准，粘合剂膜一般包含约10-40％(体积)，更好为10-30％(体积)的玻璃颗粒。

本发明的各向异性的导电粘合剂膜可用于制备包括用粘合剂膜粘接在电路衬底上的电子元件(如集成电路块)的电子装置。

优选实施方案的详细说明

在一个实施方案中，本发明一般地涉及一种包括电绝缘粘合剂、分散在该粘合剂中的导电颗粒和分散在该粘合剂中的透明球形玻璃颗粒的各向异性的导电粘合剂膜。在绝缘粘合剂中掺入透明球形玻璃颗粒减小了粘合剂的热膨胀系数(TEC)(使它更接近于导电颗粒的热膨胀系数)，而同时保持了粘合剂膜的透明度。(可用热力学分析仪测量热膨胀系数，以线热膨胀系数表示，在这种情况下当对粘合剂膜施加一个恒定拉力时，在温度变化下测量热膨胀系数。)因此，可以提供在电子元件和电路衬底之间形成可靠性高的电连接和粘合性优良的(90°剥离粘合强度)各向异性的导电粘合剂膜，且所述粘合剂膜的透明度足够高，能易于配准电子元件和电路衬底。