具有增强粘度的各向异性导电粘合剂及使用它的粘接方法和集成电路封装件技术

本发明专利技术提供了一种含有用于调节粘合剂组合物流动性的各向异性导电粘合剂，使用该各向异性导电粘合剂的粘接方法，和使用该方法的集成电路封装件。各向异性导电粘合剂含有：包括环氧基基础树脂、硬化剂和导电颗粒的粘合剂组合物；和用于调节粘合剂组合物流动性的粘度增强剂。粘度增强剂包括：无机物质，可自由基固化树脂和自由基引发剂，或可ＵＶ固化树脂和ＵＶ引发剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种各向异性导电粘合剂，使用该粘合剂的粘接方法和使用该粘合剂的集成电路封装件(package)，并且更具体而言，涉及一种可以用于制造平板显示模块如液晶显示板(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)等，并且可以用于粘接微型电路与半导体封装件的各向异性导电粘合剂，一种使用该各向异性导电粘合剂的粘接方法和使用该粘接方法得到的集成电路封装件。更具体而言，本专利技术直接涉及半导体的倒装芯片粘接(flip-chip)和芯片级封装的方法。
技术介绍
作为一种涉及各向异性导电粘合剂的现有技术，日本专利公开8-20629公开了一种通过下面的方法制备的环氧树脂组合物将树脂混合物与环氧树脂的尿素基硬化剂和于40℃是稳定的并且于80℃或更低是活化的催化剂相混合，该树脂混合物包括含有非交联的、热塑性高弹体组分的环氧树脂，含有交联橡胶组分的环氧树脂和软化点为50℃或更高的固体环氧树脂。美国专利6,020,059公开了一种各向异性导电粘合剂，其含有成膜树脂和导电颗粒，并且其于150℃的熔融粘度大于100泊。美国专利5,543,486公开了一种环氧树脂组合物，其含有在一个分子中具有多于两个环氧基的环氧树脂，固体-分散、胺加成型的潜硬化剂和金属醇盐作为基本组分。至今建议的大多数常规各向异性导电粘合剂单独使用可热固化的环氧树脂或改性的环氧树脂，或使用各种类型的热塑性树脂作为聚合树脂。对于用于常规各向异性导电粘合剂的导电颗粒，主要使用镍或金和涂有镍的复合物质。此外，使用各种添加剂，其包括用于可热固化树脂的硬化剂，粘性赋予剂，抗氧化剂，偶联剂等。附图说明图1A和1B为举例说明在制备用于通用平板显示用的的模块或在封装半导体中，使用各向异性导电粘合剂粘接电路方法的剖视图。具体而言，图1A是在向具有在其上表面的下电路50的衬底(substrate)60涂布各向异性导电粘合剂之后，并且在粘接IC电路10与衬底60之前的横断面视图。图1B是通过加热和挤压，在连接IC在芯片10上的上电路20与在衬底60上的下电路50之后的横断面视图。如图1B所示，通过加热和挤压，在上电路20和下电路50之间，固定在各向异性导电粘合剂中含有的导电颗粒30。由导电颗粒30电学连接上电路20和下电路50，并且由组成各向异性导电粘合剂的粘合剂树脂40相互隔离和粘接。使用各向异性导电粘合剂对上电路20和下电路50进行粘接是一种在150-250℃进行的高温方法。因此，从加热粘合剂树脂40的时间点至完全固化粘合剂树脂40的时间点，粘合剂树脂40流动性的变化显著地影响上电路20和下电路50的连接可靠性。图2是于高温使用常规的各向异性导电粘合剂粘接电路时，粘合剂树脂对于加热时间的粘度变化模式图。在图2中，在加热后即刻出现的状态A区间，粘度增加。由于在各向异性导电粘合剂中含有的粘合剂树脂的温度在粘接初始阶段升高，开始固化反应，并且粘度随着加热时间的增加而逐渐增加。在状态B区间，组成各向异性导电粘合剂的粘合剂树脂的固化反应变得活泼，并且粘度相对于加热时间以比在状态A区间更快的速度增加。在状态C区间，组成各向异性导电粘合剂的粘合剂树脂的固化反应被加速，并且，粘度相对于加热时间倾向于突然地增加。图3所示为使用常规的各向异性导电粘合剂70粘接在一起的电路80状态的光学显微照片。如图3所示，作为使用常规的各向异性导电粘合剂70粘接电路80的结果，将如图2所示的状态A保持很长时间，其对应于在各向异性导电粘合剂含有的粘合剂树脂具有巨大流动性的粘接初始状态，所以在待连接的电路80之间不保留各向异性导电粘合剂70的粘合剂树脂，并且流下来形成空隙90，这是由在电路80之间区域存在的气泡未被粘合剂树脂填充所造成的。由于空隙90在连接电路80之间的存在，降低了电路80之间的绝缘电阻，联结电阻和粘附力，由此降低了设备的可靠性。
技术实现思路
为了解决上面所述的问题，本专利技术的第一个目的是提供一种具有组合物的各向异性导电粘合剂，该组合物可以在粘接微型电路初始阶段调节粘合剂组合物流动性，以防止在待连接的微型电路之间形成空隙。本专利技术的第二个目的是提供一种使用各向异性导电粘合剂制备的集成电路封装件，其中抑制了空隙的形成，以在微型电路之间提供满意的导电率和粘附力。本专利技术的第三个目的是提供一种在制备平板显示的模块或在半导体的封装中使用各向异性导电粘合剂来粘接微型电路的方法，其中抑制空隙的形成，以在连接微型电路之间提供满意的导电率和粘附力。为了达到本专利技术的第一个目的，提供有一种各向异性导电粘合剂，其包含包括环氧基基础树脂、硬化剂和导电颗粒的粘合剂组合物；和基于各向异性导电粘合剂的总量的5-95重量％的用于调节粘合剂组合物流动性的粘度增强剂。优选地，各向异性导电粘合剂包含无机物质。这里，无机物质可以选自氧化铝，碳化硅，氧化硅，氧化铜，二氧化钛和这些物质至少两种的混合物。优选地，无机物质是微粒的形式，其平均粒径为0.1-5微米，并且其含量是基于各向异性导电粘合剂的总量的5-60重量％。在各向异性导电粘合剂中，优选粘度增强剂包含可自由基固化树脂和自由基引发剂。在此情况下，可自由基固化树脂可以包含具有C1-C20主链的丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体，具有C21-C100主链的丙烯酸低聚物或甲基丙烯酸低聚物，包括反应性丙烯酸或甲基丙烯酸单元的可热固化树脂，包括反应性丙烯酸或甲基丙烯酸单元的热塑性树脂，或这些物质的混合物，并且自由基引发剂包含过氧化物引发剂，偶氮引发剂，或这些物质的混合物。优选自由基引发剂包含过氧化辛酸枯基(cumil)酯，过氧化乙酰，过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化二枯基(dicumil)，偶氧二异丁腈(azobisisobutyronitril)，或这些物质的混合物。在各向异性导电粘合剂中，备选地，粘度增强剂可以包含可UV固化树脂和UV引发剂。在此情况下，可UV固化树脂可以包含选自二季戊四醇六丙烯酸酯、二丙烯酸亚甲基二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯和季戊四醇三丙烯酸酯的多官能团单体，选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的多官能团低聚物，反应性丙烯酸酯聚合物，或这些物质的混合物。优选UV引发剂是由对200-400nm的UV波长敏感的物质形成的。例如，UV引发剂可以包含2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，1-羟基-环己基-二苯甲酮，对-苯基二苯甲酮，苄基二甲醛缩苯乙酮，或这些物质的混合物。根据本专利技术的各向异性导电粘合剂可以再包含1-100ppm的导电杂质离子。在此情况下，导电杂质离子可以选自Na+，K+和Cl-。在根据本专利技术的各向异性导电粘合剂中，基础树脂可以选自双酚-A型环氧树脂，双酚-F型环氧树脂，苯酚酚醛清漆(nobolak)型环氧树脂，甲酚酚醛清漆型环氧树脂，二聚改性的环氧树脂，橡胶改性的环氧树脂，聚氨酯改性的环氧树脂，溴化的环氧树脂，三聚氰胺树脂，聚氨酯树脂，聚酰亚胺树脂，聚酰胺树脂，聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，苯乙烯树脂，苯乙烯-丁二烯树脂，酚树脂，甲醛树脂，硅树脂，丙烯酸树脂，或这些树脂的混合物。优选地，硬化剂选自咪唑衍生物，胺衍生物，酰胺衍生物，酸酐，酚衍生物，和这些物质至少两种的混合物。优选地，导电颗粒包括纯镍颗粒或通过依次用镍和金涂布聚合珠粒而得到的复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电粘合剂，其包含：　　　　粘合剂组合物，其包括环氧基基础树脂、硬化剂和导电颗粒；和　　　　基于各向异性导电粘合剂的总量的５－９５重量％的用于调节粘合剂组合物流动性的粘度增强剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄镇相，任明镇，
申请(专利权)人：泰勒弗氏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]