各向异性导电材料制造技术

本发明专利技术解决以下技术问题：在以往的使用低熔点粒子作为导电性粒子的各向异性导电材料中，必须具有良好的导通性的上下方向的导体间的电导率却低，而必须具有高绝缘电阻的相邻导体间的绝缘电阻却低。本发明专利技术采用以下技术手段解决技术问题：在本发明专利技术的各向异性导电材料中，低熔点粒子的固相线温度为１２５℃以上，且峰值温度为２００℃以下，并且固相线温度与峰值温度的温度差为１５℃以上；另外，混入的低熔点粒子之中大的低熔点粒子的最大径比相邻导体间隔的１／４小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在热固化性的绝缘树脂中含有导电性粒子的各向异性导电材料，该各向异性导电材料可用于将液晶设备、等离子显示器的LCD与 FPC等印刷电路、印刷基板相接合。
技术介绍
LCD等液晶设备由于没有耐热性，因此为了将其与FPC (柔性基板) 接合，使用采用环氧树脂等热固化性树脂的粘合剂成分与Ni粒子等导电性 粒子的、通过热压合而进行接合的各向异性导电性接合剂等各向异性导电 性材料。所谓该各向异性导电材料，是指显示了各向异性的导电材料，所 述各向异性是指将分散有球形的导电性粒子的热固化性的绝缘树脂夹持 于相对向的基板之间，通过一边加热一边沿厚度方向进行加压，从而使上 下方向具有导电性，但是在横方向的相邻导体之间具有绝缘性。在此对于使用各向异性导,材料而将基板间接合的状态进行说明。图 l是说明基板间的接合前的示意图，图2是说明接合后的示意图。如图1所示，在下部基板1上形成多个导体2 ，在与该基板接合 的上部基板3上也在与下部基板的导体2 *相同的位置形成多个导体 4'。将下部基板1与上部基板3以使导体2' ，与4' *分别对齐 的方式进行位置定位，在下部基板1与上部基板3之间夹入作为各向异性导 电材料的各向异性导电膜5。在各向异性导电膜5中，在热固化性树脂6中 分散有多个导电性粒子7'。如图2所示，在上部基板2上设置加热块8，并在向下方挤压的同时进 行加热，这时基于这种热压合，各向异性导电膜5发生软化从而上下的导 体2与4之间(以下称为上下导体间)变窄。这时，在上下导体间所夹的导 电性粒子7将上下的导体2、 4相接从而导通。接着，若进一步进行加热， 则热固化性树脂6发生液化从而将下部基板1与上部基板3粘合。在相邻的体间)存在的导电性粒子，由于周围被热固化 性树脂所填充而不与其他导电性粒子接触，因此以与导通完全不相关的状 态在热固化性树脂中存在。然后，若进一步利用加热块8继续进行加热使 温度达到热固化性树脂的固化温度，则热固化性树脂6发生固化，从而将 上下的基板牢固地接合。以上是使用了各向异性导电材料的基板的接合机 理。在用于各向异性导电材料的导电性粒子之中，有高熔点粒子和低熔点 粒子。作为该高熔点粒子，有金、银、镍等金属粒子，另外，也有在陶瓷、 塑料等非金属粒子的表面被覆了镍、金等的粒子。这些高熔点粒子，在热压合时不发生熔融，接合后也保持原来的粒型。作为低熔点粒子，有Pb— 63Sn、 Pb — 5Sn、 Sn—3.5Ag、 Sn—In、 Sn—Cu、 Sn—Ag、 Sn—Zn、 Sn— Zn—Bi、 Sn—Ag—Bi、 Sn—Ag_Bi—In等。低熔点粒子是在热压合时发生 熔融的粒子。(专利文献1 7)但是，各向异性导电材料中的上下导体间的导通原理是基于导电性粒 子将上下导体间进行电导通，但是对于导电性粒子进行导通的状态而言， 高熔点粒子与低熔点粒子的差异大。这里针对高熔点粒子和低熔点粒子的 导体间的导通状态进行说明。对于高熔点粒子在上下导体间的导通而言，如图3所示，当定位于下 部基板1的导体2与上部基板3的导体4之间的上下导体间9中的高熔点粒子 7 (K)被热压合装置热压合时，首先，在热固化性树脂6发生软化时，高 熔点粒子7 (K)推开热固化性树脂6而到达上下导体2、 4，变成高熔点粒 子7 (K)与导体2、 4发生接触从而导通的状态。该接触是平面的导体与球 的高熔点粒子的接触，因此是球的一部在平面上接触的所谓的点接触。若 进一步进行升温使热固化性树脂发生液化，则液化了的热固化性树脂将上 下基板l、 3粘合。然后，通过进一步进行加热达到热固化性树脂的固化温 度时，热固化性树脂发生固化从而将上下基板2、 4牢固地接合。这时，在 相邻导体间10中存在的高熔点粒子7(K)不与导体接触，因此与导通无关。其次，对于低熔点粒子的上下导体间的导通而言，如图4所示，当定 位于下部基板1的导体2与上部基板3的导体4之间的上下导体间9中的低熔 点粒子7 (T)被热压合装置热压合时，首先在热固化性树脂6发生软化时，低熔点粒子7 (T)推开热固化性树脂6而到达导体2、 4,低熔点粒子7 (T) 与导体2、 4发生接触。若进一步升温，则液化了的热固化性树脂将上下的 基板l、 3粘合，同时低熔点粒子7 (T)发生熔融，在接触的导体2、 4上浸 润而金属性地接合。这时相邻导体间10中存在的低熔点粒子7 (T)，虽然 发生熔融但不与导体接触，因此以表面张力保持球形。然后，若进一步升 温达到热固化性树脂的固化温度，则热固化性树脂发生固化而将上下的基 板2、 4牢固地接合。因此，停止利用热压合装置的加热时，熔融了的低熔 点粒子发生固化从而将上下的导体2、 4间完全地金属性地接合。若将在这些各向异性导电性材料中的接合后的高熔点粒子和低熔点 粒子的可靠性进行比较，则低熔点粒子一方优异。其理由在于粒子与导体 间的接合状态。也就是说，高熔点粒子的导通是基于高熔点粒子与导体之 间的上述的点接触的导通，对于这样的接触状态，有时会引起接触不良。 这是因为，利用各向异性导电材料将上下导体间进行接合之后，在作为接 合体的基板发生翘曲或扭曲时，其应变也会波及各向异性导电材料，因此 点接触的高熔点粒子与导体间会发生分离。另外，组合有以各向异性导电 材料接合的基板的电子机器，若同时组合变压器、功率晶体管之类的使用 时发热的元件时，电子机器的盒内在使用时会形成高温，而停止使用时恢 复至室温，在回复至室温时电子机器内的所有位置会发生结露。由该结露 导致的水分侵入各向异性导电材料中时，各向异性导电材料中的树脂吸水 膨胀，上述的基板的翘曲、扭曲，同样会引起高熔点粒子与导体间的接触 不良。另一方面，对于低熔点粒子，导体与低熔点粒子为牢固的金属性的接 合，因此即使基板发生翘曲或扭曲，或者各向异性导电材料中的树脂因水 分而膨胀，导体与低熔点粒子也难以剥离。以上就是使用了低熔点金属粒 子的各向异性导电材料比使用了高熔点粒子的各向异性导电材料可靠性 更加优良的原因。专利文献l:日本特开平8—186156号公报专利文献2:日本特开平10 — 112473号公报专利文献3:日本特开平11一176879号公报专利文献4:日本特开平11 —186334号公报专利文献5 专利文献6专利文献7日本特开2002—26070号公报 曰本特开2000—217239号公报 日本特开2006 — 108523号公报
技术实现思路
如上所述，使用低熔点粒子的各向异性导电材料比使用高熔点粒子的 各向异性导电材料更优异，但是以往的使用低熔点粒子的各向异性导电材 料，有上下导体间的连接电阻大、相邻导体间的绝缘电阻小的问题。本发 明的目的在于，提供解决了以往的使用低烙点粒子的导电性材料的问题的 各向异性导电材料。本专利技术人针对以往的使用低熔点粒子的各向异性导电材料(以下简单 地称为各向异性导电材料)中的问题点进行了深入的研究，结果发现，低 熔点粒子的熔融时的流动性对其有很大影响。也就是说，在以往的各向异 性导电材料中，热固化性树脂在被加热时从发生软化至发生液化，进而继 续加热达到固化温度时发生固化。在该热固化性树脂发生固化之前，低熔 点粒子发生熔融，在液化了的热固化性树脂内流动而对导体进行浸润本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电材料，其是在热固化性树脂中含有多个导电性粒子的各向异性导电材料，其特征在于，导电性粒子是固相线温度为１２５℃以上、峰值温度为２００℃以下而且固相线温度与峰值温度间的温度差为１５℃以上的低熔点粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-3-12 061233/20071.一种各向异性导电材料，其是在热固化性树脂中含有多个导电性粒子的各向异性导电材料，其特征在于，导电性粒子是固相线温度为125℃以上、峰值温度为200℃以下而且固相线温度与峰值温度间的温度差为15℃以上的低熔点粒子。2. 根据权利要求1所述的各向异性导电材料，其特征在于，所述低熔点 粒子为以下的合金，即，组成范围处于In为13 22质量X、 Ag为l 9质量 %、余量为Sn的组成范围中的，具有固相线温度为125'C以上且峰值温度 为200。C以下、同时固相线温度与峰值温度间的温度差为15。C以上的特性 的合金。3. 根据权利要求1或2所述的各向异性导电材料，其特征在于，在所述 低熔点粒子中，以合计l质量^以下的含量含有选自Cu、 Ni、 Co、 P、 Ge、 Zn中的l种以上。4. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：上岛稔，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]