[发明专利]各向异性导电膜用组合物、各向异性导电膜和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于各向异性导电膜的组合物、使用所述组合物的各向异性导电膜和半导体装置。更具体地，本发明涉及用于各向异性导电膜的组合物和使用所述组合物的各向异性导电膜，所述组合物能够使所述各向异性导电膜在固化后具有特定范围内的弹性模量和玻璃化转变温度，以承受压缩过程中在连接基板的相对各端产生的应力。

背景技术

各向异性导电膜用于将小尺寸电学部件如半导体元件与基板电连接，或者在制造电子产品如液晶显示器(LCD)、个人计算机(PC)、便携式通信设备等中用于电连接基板。

随着最近日益朝向大型显示器面板和精细配线的发展趋势，连接基板变得更薄且更大，因而在热和压力压缩过程中连接基板的收缩/膨胀很严重，由此在连接基板的相对两端产生更大应力。此应力导致内部故障，因而引起粘合缺陷。

图1示出了在受压和受热时，因使用常规粘结剂组合物而由连接基板的收缩/膨胀引起的应力致使由内部故障产生的空隙。

JP3342703公开了一种各向异性导电粘结剂作为在受热和受压时电连接电路电极的热粘合粘结剂，该粘结剂在40℃具有100至2,000MPa的弹性模量。然而，此专利未提议关于在热和压力压缩过程中因产生的内部应力故障导致的粘合缺陷的解决方案。

为了使各向异性导电膜不会被连接基板在热和压力压缩过程中收缩/膨胀而引起应力所损坏，膜必须在固化后具有高弹性模量和高玻璃化转变温度，以促进由固化后各向异性导电膜的弹性模量来产生应力。当此应力大于由连接基板的收缩/膨胀产生的应力时，不发生内部故障且能够保持粘合。

通常，橡胶态中的弹性模量在玻璃化转变温度或更高时低，且应力相当小。在玻璃化转变温度下，应力可随着弹性模量增加而增加。如果组合物具有高玻璃化转变温度和固化后的低弹性模量，则展现出最小的应力，从而产生问题。如果组合物具有低玻璃化转变温度，则故障会在因弹性模量增加而表现出应力之前发生，从而上述问题不能得到解决。

而且，考虑到ACF难以在高弹性模量下展现出粘附力的特性，所以弹性模量在固化后调节。因此，需要这样一种各向异性导电膜，其不仅耐受热和压力压缩过程中在连接基板的相对各端产生的应力，而且展现良好粘附力。

发明内容

本发明一个方面提供了一种用于各向异性导电膜的组合物。所述组合物具有固化后在50℃下4,000至10,000MPa的弹性模量和固化后110至150℃的玻璃化转变温度(Tg)。

在一个实施方式中，所述用于各向异性导电膜的组合物可包括氨基甲酸乙酯改性的丙烯酸酯树脂、二烯类橡胶树脂、回弹性增强树脂、自由基聚合化合物、聚合引发剂和导电颗粒。

在一个实施方式中，所述用于各向异性导电膜的组合物可包括30至70wt％的所述氨基甲酸乙酯改性的丙烯酸酯树脂、5至25wt％的所述二烯类橡胶树脂、5至40wt％的所述回弹性增强树脂、10至30wt％的所述自由基聚合化合物、1至5wt％的所述聚合引发剂和1至10wt％的所述导电颗粒。

所述回弹性增强树脂可为纤维素树脂和苯乙烯树脂中的至少一种。

在一个实施方式中，所述回弹性增强树脂可包括20至50wt％的纤维素树脂和50至80wt％的苯乙烯树脂

在一个实施方式中，所述组合物可选地进一步包括大于0wt％且小于或等于15wt％的丙烯酸共聚物。

在所述氨基甲酸乙酯改性的丙烯酸酯树脂中，羟基(OH)与异氰酸酯基(NCO)的摩尔比可为0.5至1.0，且多元醇的含量可为70％或更低。

在一个实施方式中，所述二烯类橡胶树脂可包括丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物、羧基改性的丙烯腈-丁二烯橡胶等。

所述纤维素树脂可具有12,000至80,000g/mol的重均分子量。

所述自由基聚合化合物可包括氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯类、环氧(甲基)丙烯酸酯类、聚酯(甲基)丙烯酸酯类、氟化(甲基)丙烯酸酯类、芴(甲基)丙烯酸酯类、硅酮(甲基)丙烯酸酯类、磷(甲基)丙烯酸酯类、马来酰亚胺改性的(甲基)丙烯酸酯类、丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯类)、(甲基)丙烯酸酯单体等。

所述聚合引发剂可包括过氧化酮类、过氧化缩酮类、氢过氧化物类、二烷基过氧化物类、二酰基过氧化物类、过氧化酯类、过氧化碳酸酯类等。