各向异性导电膜和半导体装置制造方法及图纸

此处公开了各向异性导电膜和包括它的半导体装置，所述各向异性导电膜使用至少两种类型的自由基聚合材料制备以提供低透湿性和低吸湿性同时呈现优异的长期可靠性，所述至少两种类型的自由基聚合材料在其结构中具有不同数量的反应基团。具体地，使用自由基聚合材料制备各向异性导电膜以改善长期可靠性，所述自由基聚合材料包括具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团的材料和具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团的材料。

【技术实现步骤摘要】
各向异性导电膜和半导体装置
本专利技术涉及具有低透湿性和吸湿性同时呈现优异的长期可靠性的各向异性导电膜，以及使用所述各向异性导电膜连接的半导体装置。
技术介绍
通常，各向异性导电膜(ACF)是指膜形粘合剂,其中诸如金属微粒(包括镍或金微粒)或金属涂覆的聚合物微粒的导电微粒分散在诸如环氧树脂的树脂中。各向异性导电膜由具有电各向异性和粘合性的聚合物层形成，并在膜的厚度方向呈现导电性能且在其表面方向呈现绝缘性能。当各向异性导电膜被置于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微粒电连接，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微粒彼此分离，从而在电路端子之间提供高绝缘性。对具有优异的长期可靠性的各向异性导电膜的需要日益增加，该各向异性导电膜可克服由于在产品使用中的连续电流和暴露于高温和高湿条件下所造成的问题。特别地，随着近来轻薄短小的IT装置的开发和平板显示器分辨率的增加，在相关领域中装置的电路宽度逐渐变窄，并且因此被置于电极之间以使电路连接的导电颗粒的数量下降，从而增加长期可靠性的重要性。为了增强包括在各向异性导电膜中以连接电路元件的各向异性导电膜的长期可靠性，已在相关领域中研究无机颗粒的用途(韩国专利10-0652915等)。当将其加入用于各向异性导电膜的组合物时，无机颗粒可降低膜的透湿性和吸湿性。但是，无机颗粒劣化各向异性导电膜的固有粘合性，导致在膜与基板之间的界面处产生严重鼓泡，从而劣化长期可靠性。因此，需要这样一种各向异性导电膜，其中通过调节膜的透湿性和吸湿性但不劣化各向异性导电膜的粘合性而使其具有优异的长期可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供各向异性导电膜，所述各向异性导电膜使用至少两种类型的自由基聚合材料制备，以提供低透湿性和低吸湿性同时呈现优异的长期可靠性，所述自由基聚合材料在其结构中具有不同数量的反应基团。具体地，本专利技术的目的在于提供各向异性导电膜，所述各向异性导电膜使用自由基聚合材料制备以提高长期可靠性，所述自由基聚合材料包括在其结构中具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团的材料和在其结构中具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团的材料。本专利技术提供各向异性导电膜，所述各向异性导电膜使用至少两种类型的自由基聚合材料制备以提供低透湿性和低吸湿性同时呈现优异的长期可靠性，所述至少两种类型的自由基聚合材料在其结构中具有不同数量的反应基团。根据本专利技术的一个方面，各向异性导电膜包括：(a)粘结剂树脂；(b)第一自由基聚合材料和第二自由基聚合材料，所述第一自由基聚合材料在其结构中具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团，所述第二自由基聚合材料在其结构中具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团；和(c)导电颗粒，其中所述膜具有170g/m2/24小时以下的透湿性或者2%以下的吸湿性。根据本专利技术的实施方式的各向异性导电膜具有低透湿性和低吸湿性，并且因此，即使在高温和/或高湿的条件下使用较长一段时间后，在可靠性连接电阻、可靠性粘合强度或可靠性鼓泡性能的方面也呈现优异的可靠性。作为电路的元件，由于所述各向异性导电膜的优异性能，因此使用所述各向异性导电膜制备的半导体装置而在较长一段时间内提供半导体效应。附图说明图1是半导体装置的截面图，包括具有第一电极70的第一连接元件50和具有第二电极80的第二连接元件60，其中第一连接元件50和第二连接元件60根据本专利技术的一个实施方式经由各向异性导电膜10彼此连接。当在包括第一电极70的第一连接元件50和包括第二电极80的第二连接元件60之间压制各向异性导电膜10时，第一电极70经由导电颗粒40电连接至第二电极80。具体实施方式此后，将更详细地描述本专利技术的实施方式。为清楚起见将省略对本领域技术人员显而易见的详情的描述。本专利技术提供各向异性导电膜，所述各向异性导电膜使用至少两种类型的自由基聚合材料制备以提供低透湿性和低吸湿性同时呈现优异的长期可靠性，所述两种类型的自由基聚合材料在其结构中具有不同数量的反应基团。根据本专利技术的一个实施方式，各向异性导电膜包括：(a)粘结剂树脂；(b)第一自由基聚合材料和第二自由基聚合材料，所述第一自由基聚合材料在其结构中具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团，所述第二自由基聚合材料在其结构中具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团；和(c)导电颗粒，其中所述膜具有170g/m2/24小时以下的透湿性和2%以下的吸湿性。接下来，将更详细地描述根据本专利技术的实施方式的各向异性导电膜的各组分。此处，每种组分的含量是基于各向异性导电膜组合物的总重量。此外，在制备各向异性导电膜时，将每种组分溶解于有机溶剂中并沉积在离型膜上，随后以预定时间干燥以使有机溶剂蒸发。因此，固体各向异性导电膜也可含有各向异性导电膜组合物的各组分。(a)粘结剂树脂在本专利技术中，可不加限制地使用通常用于本领域中的任何粘结剂树脂。粘结剂树脂的实例可包括丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯聚氨酯树脂等。此处，丙烯腈-丁二烯橡胶树脂是指通过丙烯腈和丁二烯的乳液聚合而制备的共聚物。在该共聚物中，丙烯腈和丁二烯的含量无具体限制，并且可不加限制地使用任何聚合方法。丙烯腈-丁二烯橡胶树脂可具有50,000g/mol至1,000,000g/mol的重均分子量，而不限于此。此处，聚氨酯树脂是指具有氨基甲酸酯键的聚合物树脂，并且可通过例如异佛尔酮二异氰酸酯、聚丁二醇等的聚合制备，而不限于此。聚氨酯树脂可具有10,000g/mol至200,000g/mol的重均分子量，而不限于此。此处，丙烯酸树脂可通过丙烯酰基单体和/或可与其聚合的其它单体的聚合而制备。例如，丙烯酸树脂可通过至少一种选自由含C2至C10烷基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乙酸乙烯酯和由其修饰的丙烯酸单体组成的组中的单体的聚合而制备。可不加限制地使用任何聚合方法。丙烯酸树脂可具有10,000g/mol至200,000g/mol的重均分子量，而不限于此。如此处所用，聚酯聚氨酯树脂可以是通过聚酯多元醇和二异氰酸酯的反应而制备的树脂。聚酯多元醇是指具有多个酯基和多个羟基的聚合物。聚酯多元醇可通过二羧酸和二醇的缩合而获得。二羧酸的实例可包括脂族或芳族二羧酸，例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、琥珀酸、戊二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二羧酸、六氢苯二甲酸、四氯苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、富马酸、马来酸、衣康酸、柠康酸、中康酸和四氢苯二甲酸，而不限于此。二醇的实例可包括二元醇类，例如乙二醇、1,2-丙二醇、己二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二丙二醇、二丁二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇和1,4-环己烷二甲醇，而不限于此。二异氰酸酯可包括芳族、脂环族或脂族二异氰酸酯，例如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4'-联苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二甲苯二异氰酸酯、氢化联苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯，而不限于此。聚酯聚氨酯树脂可具有10,000g/mol至200,000g/mol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电膜，包括：(a)粘结剂树脂；(b)第一自由基聚合材料和第二自由基聚合材料，所述第一自由基聚合材料在其结构中具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团，所述第二自由基聚合材料在其结构中具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团；和(c)导电颗粒；其中所述各向异性导电膜具有170g/m2/24小时以下的透湿性和2%以下的吸湿性。

【技术特征摘要】
2013.01.25 KR 10-2013-00085461.一种各向异性导电膜，包括：(a)粘结剂树脂；(b)第一自由基聚合材料和第二自由基聚合材料，所述第一自由基聚合材料在其结构中具有一个或两个(甲基)丙烯酸酯反应基团，所述第二自由基聚合材料在其结构中具有至少三个(甲基)丙烯酸酯反应基团，其中所述第一自由基聚合材料与所述第二自由基聚合材料的重量比在1至5的范围内；和(c)导电颗粒；其中以固体含量计，所述各向异性导电膜包括：40wt％至80wt％的(a)粘结剂树脂；6wt％至60wt％的(b)第一自由基聚合材料和第二自由基聚合材料；和0.1wt％至20wt％的(c)导电颗粒，其中所述各向异性导电膜具有110g/m2/24小时以下的透湿性和0.9％以下的吸湿性，并且所述各向异性导电膜具有15％以下的可靠性鼓泡面积，其中在60℃至80℃的条件下在1.0Mpa至4.0Mpa预压制1秒至3秒，并在从预压制后的各向异性导电膜去除离型膜的情况下在170℃至200℃的条件下在2.5MPa至7Mpa主压制1秒至7秒，且将所述各向异性导电膜置于85℃的温度和85％的相对湿度下500小时后，测量所述可靠性鼓泡面积，其中所述各向异性导电膜进一步包括无机颗粒，且其中基于各向异性导电膜以固体含量计的总重量，所述无机颗粒以0.1wt％至20wt％的量存在。2.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中所述各向异性导电膜具有400gf/cm以上的可靠性粘合强度，其中在60℃至80℃的条件下在1.0Mpa至4.0Mpa预压制1秒至3秒，并在从预压制后的各向异性导电膜去除离型膜的情况下在170℃至200℃的条件下在2.5MPa至7Mpa主压制1秒至7...

【专利技术属性】
技术研发人员：高连助，奇惠秀，金二柱，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR