JP2018515889A - Improved fixed array ACF having multi-stage partially embedded particle morphology and method of making the same - Google Patents

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Abstract

ACFは、基板と、基板表面の接着層とを備え、追加的に接着層の内部に導電粒子が分散されたものであり、導電粒子の少なくとも一つの段が非ランダム配列で配置され、その段は、ステッチ線を有する運搬ベルトから接着層表面に導電粒子が転写されて形成されたものであり、段のうちステッチ線に対応する部分には導電粒子がなく、接着層は、少なくともステッチ線に対応する第一段の領域で非ランダム配列で配置された導電粒子の第二段で上部が覆われ、それら段は接着層内で同じかまたは異なる深さで埋設される。ACFには二段以上の導電粒子が存在する。The ACF includes a substrate and an adhesive layer on the surface of the substrate, and additionally conductive particles are dispersed inside the adhesive layer. At least one step of the conductive particles is arranged in a non-random arrangement. Is formed by transferring conductive particles from the conveying belt having the stitch line to the surface of the adhesive layer, and there is no conductive particle in the portion corresponding to the stitch line in the step, and the adhesive layer is at least on the stitch line. The upper part is covered with a second stage of conductive particles arranged in a non-random arrangement in the corresponding first stage area, which are embedded at the same or different depth in the adhesive layer. ACF has two or more stages of conductive particles.

Description

本願は、2012年11月16日に出願の米国出願番号第13/678,935号(TS−023)および2011年9月15日に出願の許可された米国出願番号第13/233,360号(TS−011)の組み合わせられた一部継続出願である。両出願は、その全体が本願において参照される。   No. 13 / 678,935 (TS-023) filed Nov. 16, 2012 and allowed US application No. 13 / 233,360 filed Sep. 15, 2011. (TS-011) is a combined partial continuation application. Both applications are hereby incorporated by reference in their entirety.

異方性導電フィルム(ACF)は、通常、フラットパネルディスプレイドライバの集積回路(IC)接合に用いられる。通常のACF接合工程は、パネルガラスの電極上にACFを取り付ける第一段階と、パネル電極にドライバIC接合パッドが位置合わせされる第二段階と、接合パッドに圧力と熱を加えてACFを溶融させ硬化させる第三段階を含む。ACFの導電粒子は、パネル電極とドライバICとの間の異方性導電性を付与する。ACFはまた、フリップチップ接合や太陽電池モジュール組み立てといった用途に広く用いられている。   Anisotropic conductive films (ACF) are typically used for integrated circuit (IC) bonding of flat panel display drivers. The normal ACF bonding process includes a first stage in which the ACF is mounted on the panel glass electrode, a second stage in which the driver IC bonding pad is aligned with the panel electrode, and pressure and heat are applied to the bonding pad to melt the ACF. And a third stage of curing. The conductive particles of the ACF impart anisotropic conductivity between the panel electrode and the driver IC. ACF is also widely used in applications such as flip chip bonding and solar cell module assembly.

Liangらの米国公開公報第2010/0101700号(以下、Liang‘700とする)には、導電粒子がランダムに分散されたACFの幾つかの欠点を克服する技術が開示されている。Liangは、固定配列ACF(FACF)において導電粒子が予め決められた配列に配置されると開示している。そのような導電粒子の非ランダム配列によれば、短絡の可能性なく超微細ピッチ接合が可能となる。一方、固定配列ACFの導電粒子は、接着表面に予め配置され、従来のACFよりもより低い粒子密度で明らかにより高い粒子捕獲率を示す。導電粒子は通常高コストであるため、ポリマー核を有する金粒子が狭く分散され、固定配列ACFは、従来のACFと比較してより優れた性能で明らかに低コストでの解決を提案する。   Liang et al., US Publication No. 2010/0101700 (hereinafter referred to as Liang '700) discloses a technique for overcoming some of the disadvantages of ACF in which conductive particles are randomly dispersed. Liang discloses that in a fixed array ACF (FACF), the conductive particles are arranged in a predetermined array. According to such a non-random arrangement of conductive particles, ultrafine pitch bonding is possible without the possibility of a short circuit. On the other hand, the conductive particles of the fixed array ACF are pre-arranged on the adhesive surface and show a clearly higher particle capture rate at a lower particle density than the conventional ACF. Since conductive particles are usually expensive, gold particles with polymer nuclei are narrowly dispersed, and fixed array ACF offers a clearly lower cost solution with better performance compared to conventional ACF.

米国出願番号第13/233,360号(最近許可された)には、運搬網としての一表面に形成された、導電粒子を運ぶ微細凹部配列を有する連続的なベルトまたはループを使用して、ACFを製造する方法が開示されている。ベルトは、Liang‘700に開示された工程における網に類似した方法で使用される。網の両端面を隣接させて、感圧接着剤および紫外線または熱硬化接着剤等の接着剤で固定して、ベルトが形成される。運搬網の隣接させられた端部は、斜めすなわち90°未満のステッチ線を形成する(網の長手方向の端部に対しての計測)。ステッチ線を有する連続ベルトを用いたACFの製造においては問題があり、その問題とは、ステッチ線の領域において微細凹部は接着剤で満たされているので、導電粒子がベルトのステッチ線の領域で運ばれてしまうということである。ACFの機械方向に交差する方向に対して平行に配向する電極(例えば、マイクロチップ等の装置中の電極)が十分な数の粒子に接触せずに回路を完成させる頻度を最小化するために、ステッチ線は、斜め方向に配向する。   US Application No. 13 / 233,360 (recently granted) uses a continuous belt or loop formed on one surface as a transport network and having a fine recess array carrying conductive particles, A method of manufacturing ACF is disclosed. The belt is used in a manner similar to the net in the process disclosed in Liang '700. A belt is formed by adhering both end faces of the net and adhering them with a pressure sensitive adhesive and an adhesive such as an ultraviolet ray or a thermosetting adhesive. Adjacent ends of the transport net form a diagonal or less than 90 ° stitch line (measurement relative to the longitudinal end of the net). There is a problem in the manufacture of ACF using a continuous belt with stitch lines, because the fine recesses are filled with adhesive in the stitch line area, so that the conductive particles are in the stitch line area of the belt. It will be carried. To minimize the frequency with which an electrode (eg, an electrode in a device such as a microchip) oriented parallel to the direction crossing the machine direction of the ACF completes the circuit without contacting a sufficient number of particles The stitch lines are oriented in an oblique direction.

米国公開公報第2010/0101700号US Publication No. 2010/010700 米国出願番号第13/233,360号US Application No. 13 / 233,360

用語「多段」の意味は、導電粒子の配列がACFの表面に部分的にまたは完全に埋設されるといった導電粒子配列の2またはそれ以上の段のことである。用語「深さ」は、ACF接着剤の頂面の下となる導電粒子直径の部分のことである。粒子は、完全におよび/または部分的に、接着層に埋設される。用語「ステッチ線に対応する」およびその変化形は、導電粒子をほとんど含まないか全く含まないことを特徴とするACFを有する接着層の表面の部分のことである。なぜなら、それは、運搬網の隣接する端部どうしが接合されたところの運搬網部分で形成されるからである(例えば、特許文献2参照)。運搬網のこの部分の微細凹部は、導電粒子をよく受け入れるようにはできていない。ステッチ線がベルト上の微細凹部配列を妨げ、同様に、ACFの表面での導電粒子の配列を妨げる。仮にステッチ線がベルトに対して90°、すなわちベルトの機械方向の交差する方向に平行に配向していれば、ベルトから導電粒子を転写することで作製されるACF中の導電粒子配列は、ステッチ線に対応する領域には導電粒子を含まない。しかしながら、ステッチ線に対応する接着層の領域に導電粒子を適用することによって、ステッチ線は、基板の機械方向に対して、斜めの角度に加えて直角をも含むあらゆる角度となる。第二転写の実行は、ステッチ線領域において明らかに接続導電性を向上させ(接続電気抵抗の減少)、IC接続の歩留まり率を向上させる。それはまた、ステッチ工程においてより広い許容となる。第二転写によれば、広い範囲のステッチ線幅および角度によって、特に高い分解能IC接合用途での高い歩留まりが達成される。第二転写を実施しなければ、電極パターン(通常10〜1000μm)またはIC突起(通常10〜50μm)の寸法と同程度の狭さのステッチ線は、接合領域において失われる導電粒子を最小化するように要求される。しかしながら、高分解能IC接続にとって、IC突起サイズの範囲での狭いステッチ線は、基板厚さ(通常50〜150μm)と同程度の深さまたは段差高さを有する高アスペクト比の溝を有する微小凹部ループをもたらす傾向がある。好ましくない短絡を防ぐためにIC突起を接続するのに通常用いられる小型の導電粒子(直径2〜5μm)は、その深い溝の内側に捕獲され、微細流体粒子充填および転写工程の間に凝集体を形成する傾向がある。導電粒子凝集体を有するACFは、電子回路接続において破損や短絡の原因となり、また、あらゆる高分解能接続にとって著しく好ましくない。微小凹部ループの二つのステッチ端のそれぞれの端部は、捕獲される粒子および凝集体を減少させるため、注意深く研磨されテーパーとされる。しかしながら、テーパー端部を形成するアプローチは、明らかに、より広いステッチ線、およびテーパー線に沿った微細凹部配列の潜在的なダメージをもたらす。両者の矛盾は、高分解能用途にとって、導電粒子が失われることや、ステッチ線に沿って接続性が悪化することをもたらす。他の選択肢として、紫外線または熱硬化接着剤等の耐久性のある接着剤で溝が埋められる。不運にも、高アスペクト比の狭い溝に接着剤を充填して硬化させることは、極めて困難であり、時間を要する工程である。充填された溝の表面の滑らかさと耐久性は、固定配列ACFの作製の際の微細流体粒子転写工程の重い負担からは受容可能とは程遠い。高性能IC用途のための超微細ピッチACFを製造するための低コスト構造および製造方法が明らかに要求されている。   The term “multi-stage” means two or more stages of a conductive particle array, such that the conductive particle array is partially or fully embedded in the surface of the ACF. The term “depth” refers to the portion of the conductive particle diameter underlying the top surface of the ACF adhesive. The particles are completely and / or partially embedded in the adhesive layer. The term “corresponds to stitch line” and variations thereof refers to the portion of the surface of the adhesive layer having an ACF that is characterized by little or no conductive particles. This is because it is formed by a part of the transport net where adjacent ends of the transport net are joined (see, for example, Patent Document 2). The fine recesses in this part of the transport network are not designed to accept the conductive particles well. Stitch lines prevent fine recess alignment on the belt, as well as conductive particle alignment on the surface of the ACF. If the stitch line is oriented at 90 ° to the belt, that is, parallel to the crossing direction of the machine direction of the belt, the conductive particle array in the ACF produced by transferring the conductive particles from the belt is stitched. The region corresponding to the line does not contain conductive particles. However, by applying conductive particles to the region of the adhesive layer corresponding to the stitch line, the stitch line is at any angle, including a right angle as well as a diagonal angle, relative to the machine direction of the substrate. Execution of the second transfer clearly improves the connection conductivity in the stitch line region (decreases the connection electrical resistance) and improves the yield rate of the IC connection. It also gives wider tolerance in the stitching process. According to the second transfer, a wide range of stitch line widths and angles achieves a high yield, especially in high resolution IC bonding applications. If the second transfer is not performed, stitch lines as narrow as the dimensions of the electrode pattern (usually 10 to 1000 μm) or IC protrusion (usually 10 to 50 μm) minimize the conductive particles lost in the junction area. As required. However, for high resolution IC connections, narrow stitch lines in the IC protrusion size range are micro-recesses with high aspect ratio grooves having a depth or step height comparable to the substrate thickness (usually 50-150 μm). Tend to bring loops. Small conductive particles (2-5 μm in diameter) commonly used to connect IC protrusions to prevent undesired shorts are trapped inside their deep grooves and aggregated during the microfluidic particle filling and transfer process. Tend to form. ACF with conductive particle agglomerates can cause damage and short circuits in electronic circuit connections and is highly undesirable for any high resolution connection. Each end of the two stitch ends of the microrecess loop is carefully polished and tapered to reduce trapped particles and aggregates. However, the approach to forming a tapered end clearly results in potential damage to the wider stitch line and the fine recess array along the taper line. The contradiction between them results in lost conductive particles and poor connectivity along the stitch lines for high resolution applications. Another option is to fill the groove with a durable adhesive such as UV or thermoset adhesive. Unfortunately, it is extremely difficult and time consuming to fill and cure the adhesive in narrow grooves with a high aspect ratio. The smoothness and durability of the filled groove surface is far from acceptable due to the heavy burden of the microfluidic particle transfer process in making the fixed array ACF. There is a clear need for a low cost structure and manufacturing method for manufacturing ultra fine pitch ACF for high performance IC applications.

本願の開示は、以下のACFを提供することにより、特許文献2の固定配列ACFを増補する。すなわち提供されるACFは、ACF導電接着層の表面内に導電粒子が2またはそれ以上の段に配置され、かつ、一つの段におけるステッチ線に対応する導電層での粒子欠乏領域が、接着層の異なる深さにおける少なくとも1つの付加的な導電粒子の段から導電粒子で被覆されている。米国出願13/111,300(Liang‘300)には、導電粒子は、粒子の少なくとも一部が接着剤に被覆されない状態(例えば直径の約1/3〜3/4)で接着樹脂内に部分的に埋設することができると開示されているが、この複数段配列は、粒子の段構造を持たない固定配列ACFと比較して、粒子捕獲率にさらなる改善をもたらし、より低い接触抵抗および高い剥離力を示すことが明らかになっている。   The present disclosure augments the fixed array ACF of Patent Document 2 by providing the following ACF. That is, the provided ACF has two or more conductive particles arranged in the surface of the ACF conductive adhesive layer, and the particle-deficient region in the conductive layer corresponding to the stitch line in one step is an adhesive layer. Are coated with conductive particles from at least one additional conductive particle step at different depths. In US application 13 / 111,300 (Liang'300), conductive particles are partially contained in an adhesive resin with at least a portion of the particles not coated with adhesive (eg, about 1/3 to 3/4 of the diameter). This multi-stage arrangement provides further improvement in particle capture rate, lower contact resistance and higher, compared to a fixed arrangement ACF that does not have a particle stage structure. It has been shown to exhibit peel force.

本願の開示は、ステッチ線に対応する第一の段の少なくともその領域において導電粒子を利用するために、一またはそれ以上のこれらの付加的な段が設けられたACF構造を含む。単一平面形態と比較した、二段非ランダム固定配列粒子形態を使用することによる多段による効果の記載を、次の表に示す。   The present disclosure includes an ACF structure provided with one or more of these additional steps to utilize conductive particles in at least that region of the first step corresponding to the stitch line. A description of the effects of multiple stages by using a two-stage non-random fixed array particle morphology as compared to a single planar morphology is shown in the following table.

Figure 2018515889
Figure 2018515889

表1より、たとえわずかに低い粒子密度だとしても、二段粒子形態のACFは、他の性能は同等を保ちながら、明らかに高い粒子捕獲率、そしてより良い(より低い)接触抵抗およびより高い剥離力を示すことが明らかである。二段粒子形態はまた、通常の保存条件で3か月以上経過した後でも、サンプルは良好な状態を保った。理論によって裏付けられている訳ではないが、固定配列ACFにおいて他のいずれでもなく、接着層に埋設されたいくつかの粒子によって、接合の際の溶けた接着剤の流れによって生じる好ましくない乱れの効果は減少し、接触している粒子に生じる局所的な効果的な接合圧が増加すると考えられる。両者は、接続する電極から流し出される粒子を減少させ、代わりに、より高い捕獲率、より低い接触抵抗およびより高い接着強度をもたらす。さらに、同じ粒子密度であっても、複数粒子転写工程によって製造された多段構造のACFは以下の傾向を有することが明らかになった。すなわち、粒子密度のより低い標準偏差のより均一な粒子分布を示し、装置接合の高い成功率を示す傾向である。理論によって裏付けられている訳ではないが、2またはそれ以上の連続する低密度(例えば約9,000個/mmの粒子密度のために11.5μmピッチの粒子配列を使用)の粒子充填および転写工程によって製造される粒子配列のまさに同じ場所にて粒子が欠損する蓋然性は、単一の高密度配列(例えば約18,000個/mmの粒子密度のために8μmピッチの粒子配列を使用)粒子転写工程のそれよりも明らかに低いと考えられている。仮にいくつかの欠損粒子領域が第一の粒子転写工程で製造されるとしても、粒子はそれら領域に効果的に充填され、続く転写工程によって転写され、粒子密度の低い標準偏差を有する多段固定配列ACFが形成される。 From Table 1, even with a slightly lower particle density, the ACF in the two-stage particle form clearly has a higher particle capture rate, better (lower) contact resistance and higher, while other performance remains the same. It is clear that the peeling force is shown. The two-stage particle morphology also kept the sample in good condition after more than 3 months under normal storage conditions. Although not supported by theory, the effects of undesired turbulence caused by the flow of melted adhesive during bonding by some particles embedded in the adhesive layer, none of the others in the fixed array ACF Is expected to decrease and increase the local effective bonding pressure generated on the contacting particles. Both reduce the particles that are flushed from the connecting electrodes, and instead provide higher capture rates, lower contact resistance, and higher adhesion strength. Furthermore, even with the same particle density, it was revealed that the ACF having a multi-stage structure manufactured by the multiple particle transfer process has the following tendency. That is, it tends to show a more uniform particle distribution with a lower standard deviation of particle density and a higher success rate of device bonding. Without being supported by theory, particle packing of two or more consecutive low densities (eg, using a 11.5 μm pitch particle array for a particle density of about 9,000 particles / mm 2 ) and The probability that particles will be missing at exactly the same location of the particle array produced by the transfer process uses a single high density array (eg, an 8 μm pitch particle array for a particle density of about 18,000 particles / mm 2 ). ) It is considered to be clearly lower than that of the particle transfer process. Even if several defective particle regions are produced in the first particle transfer process, the particles are effectively filled in those regions and transferred in a subsequent transfer step, with a multistage fixed array having a low standard deviation of particle density ACF is formed.

要約すると、本発明の一つの開示によれば、どの実施形態においても、接着層は、その表面に非ランダム配列で転写された粒子に加えて、その内部に分散された導電粒子を有する。他の実施形態においては、接着層は、その内部に分散された導電粒子を有さない。追加的に、ステッチ線に対応する領域を被覆する導電粒子の段は、ステッチ線に対応する領域のみに被覆されるか、または、ステッチ線およびステッチ線に対応する領域に隣接する領域に被覆されるか、または、導電接着層の全表面の全てまたは一部に被覆される。   In summary, according to one disclosure of the present invention, in any embodiment, the adhesive layer has conductive particles dispersed therein, in addition to particles transferred in a non-random arrangement on its surface. In other embodiments, the adhesive layer does not have conductive particles dispersed therein. In addition, the step of the conductive particles covering the area corresponding to the stitch line is covered only in the area corresponding to the stitch line, or in the area adjacent to the area corresponding to the stitch line and the stitch line. Alternatively, all or part of the entire surface of the conductive adhesive layer is coated.

本発明の一つの開示は、異方性導電フィルム(ACF)であり、(a)接着層と、(b)接着層にそれぞれ接着した複数の導電粒子とを備え、導電粒子は、接着層内で第一および第二の深さに埋設された第一および第二段の非ランダム配列粒子を含み、接着剤に埋設された第一配列および第二配列の深さは同じであるか異なる(例えば、粒子直径の約10%以上異なり、3μm直径の粒子であれば約0.3μm以上の差異となる)。段が埋設されたそれぞれの深さの差異は、粒子直径の20%程度以上、30%以上、80%程度以上であり、段のうちの1つは、導電粒子が殆どないか全くないところのステッチ層に対応する、接着層中の導電粒子の第一(より深い)の段の少なくともその部分を覆う。   One disclosure of the present invention is an anisotropic conductive film (ACF), comprising: (a) an adhesive layer; and (b) a plurality of conductive particles respectively bonded to the adhesive layer, wherein the conductive particles are within the adhesive layer. The first and second stages of non-randomly arranged particles embedded at the first and second depths, and the depths of the first and second arrays embedded in the adhesive are the same or different ( For example, the difference is about 10% or more of the particle diameter, and the difference is about 0.3 μm or more if the particle is 3 μm diameter. The difference in the depth of each embedded step is about 20% or more, 30% or more, and about 80% or more of the particle diameter, and one of the steps is where there is little or no conductive particles. Cover at least that portion of the first (deeper) step of conductive particles in the adhesive layer, corresponding to the stitch layer.

このように、本願の開示は、ACF中の1またはそれ以上の深さに埋設された導電粒子の2またはそれ以上の固定または非ランダム配列を含むACFを提供するものであり、そのACF中では、1つの段中の粒子は、少なくとも、運搬ベルトのステッチ線の存在に起因して導電粒子が全くないか殆どないオーバーコートを除く他の段中のステッチ線に対応する領域を被覆する。さらに具体的な実施形態においては、運搬ベルトから転写されてきた粒子に加えて、接着層それ自体が、自身に分散された導電粒子を含む。他の実施形態では、接着層はそれ自身に分散された導電粒子を有さない。ランダムに分散された導電粒子を含む接着層と、非ランダム配列に設けられた導電粒子の第一の段との組み合わせによって、ステッチ線に対応する領域には導電粒子の単一の段を有し、ステッチ線に対応する領域の外側の領域には粒子の二段を有するACFが提供される。   Thus, the present disclosure provides an ACF that includes two or more fixed or non-random arrays of conductive particles embedded at one or more depths in the ACF, in which the ACF The particles in one stage cover at least the area corresponding to the stitch lines in the other stage except for an overcoat with little or no conductive particles due to the presence of the stitch lines on the conveyor belt. In a more specific embodiment, in addition to the particles that have been transferred from the conveyor belt, the adhesive layer itself includes conductive particles dispersed therein. In other embodiments, the adhesive layer does not have conductive particles dispersed therein. By combining the adhesive layer containing randomly dispersed conductive particles and the first step of conductive particles provided in a non-random arrangement, the region corresponding to the stitch line has a single step of conductive particles. In the region outside the region corresponding to the stitch line, an ACF having two stages of particles is provided.

他の実施形態においては、ACFは、一つの段に存在する粒子がステッチ線領域に存在せずその他の段に存在する粒子が少なくとも第一の段のステッチ線に対応する領域に存在する状態にてACFの接着層の表面において同一のまたは異なる深さに導電粒子が部分的に埋設された固定または非ランダム配列の二つの段を含む。この実施形態では、接着層は追加的に、ランダムに層中に分散された導電粒子をも含む。   In another embodiment, the ACF is such that particles in one stage are not present in the stitch line area and particles in the other stage are present in at least the area corresponding to the stitch line of the first stage. And two steps of a fixed or non-random arrangement in which conductive particles are partially embedded at the same or different depth on the surface of the adhesive layer of the ACF. In this embodiment, the adhesive layer additionally includes conductive particles randomly dispersed in the layer.

他の実施形態においては、一つの段は、転写によって接着層に埋設された導電粒子の固定または非ランダム配列であり、第二の段は、粒子の固定または非ランダム配列が表面埋設された接着層において分散された導電粒子のランダム分散である。第二および第三の段といった粒子の配列の付加的な段を含む他の実施形態も可能である。   In other embodiments, one stage is a fixed or non-random array of conductive particles embedded in the adhesive layer by transfer, and the second stage is a bond where the fixed or non-random array of particles is embedded in the surface. Random dispersion of conductive particles dispersed in the layer. Other embodiments including additional stages of particle arrangement, such as second and third stages, are possible.

要約すると、ACFは、ステッチ線に対応する領域を含む運搬ベルトからの転写によって、非ランダム配列にて接着層の表面に積まれて設けられた導電粒子の第一の段を含むことを特徴としている。この第一の段における非ランダム配列は、ステッチ線に対応する領域においては、導電粒子を全く含まないか、実質的にほとんど含まない。ACFを高解像度IC接合のような超微細ピッチ用途に適したものにするために、粒子は、転写によって非ランダム配列の導電粒子の第二段としてステッチ線に対応する領域に供給され、それは少なくともステッチ線に対応する第一段の領域においてACFに対して行われる。第一および第二の段はそれぞれ、同じ寸法または異なる寸法の粒子にて作られる。各段を作る粒子は、同じ深さまたは異なる深さであり、同じピッチまたは異なるピッチである。   In summary, the ACF is characterized in that it includes a first stage of conductive particles provided on the surface of the adhesive layer in a non-random arrangement by transfer from a conveyor belt that includes an area corresponding to a stitch line. Yes. The non-random arrangement in the first stage includes no or substantially no conductive particles in the region corresponding to the stitch line. In order to make the ACF suitable for ultra fine pitch applications such as high resolution IC bonding, the particles are fed by transfer to the area corresponding to the stitch lines as the second stage of non-randomly arranged conductive particles, which is at least This is performed on the ACF in the first stage region corresponding to the stitch line. The first and second stages are each made of particles of the same size or different sizes. The particles that make up each step are the same depth or different depths, with the same or different pitch.

ACFを超微細ピッチ用途に適したものにするための本発明のさらなる実施形態においては、ACFは、基板と、基板の表面においてランダムに内部に分散された導電粒子を追加的に含む接着層と、非ランダム配列で設けられステッチ線を含む運搬ベルトから転写によって接着層に設けられた1またはそれ以上の段を備える。それぞれの段のステッチ線に対応する領域同士が重ならないように両方の段を配置することによって、微細ピッチが要求されるACF用途に適したACFが提供される。   In a further embodiment of the invention for making ACF suitable for ultra fine pitch applications, the ACF comprises a substrate and an adhesive layer additionally comprising conductive particles randomly dispersed therein on the surface of the substrate; , Comprising one or more steps provided in the adhesive layer by transfer from a transport belt provided in a non-random arrangement and including stitch lines. By arranging both stages so that areas corresponding to the stitch lines of each stage do not overlap, an ACF suitable for ACF applications requiring a fine pitch is provided.

本発明の他の開示は、(a)実質的に均一な厚さ有する接着層と、(b)個々が接着層に接着された複数の導電粒子を備えた異方性導電フィルム(ACF)であり、導電粒子は、接着層に第一の深さで部分的に埋設された粒子の第一の非ランダム配列と、接着層に同じ深さまたは第二の深さで部分的に埋設された導電粒子の第二の非ランダム配列とを含み、第二配列は、第一配列のステッチ線の領域を覆うことを特徴とする。   Another disclosure of the present invention is an anisotropic conductive film (ACF) comprising: (a) an adhesive layer having a substantially uniform thickness; and (b) a plurality of conductive particles individually bonded to the adhesive layer. And the conductive particles are partially embedded at the same depth or at the second depth in the adhesive layer, with the first non-random array of particles partially embedded in the adhesive layer at the first depth And a second non-random array of conductive particles, wherein the second array covers a region of the stitch line of the first array.

段の設け方は、導電粒子を他の段のステッチ線に対応する領域のみに適用するようにしても良いし、ステッチ線とステッチ線に隣接する領域とを覆うようにしても良いし、接着層の全ての表面を覆うようにしても良いと解されるであろう。   For the method of providing the step, the conductive particles may be applied only to the region corresponding to the stitch line of the other step, or the stitch line and the region adjacent to the stitch line may be covered, or the bonding may be performed. It will be appreciated that the entire surface of the layer may be covered.

一実施形態によれば、多段ACFは複数転写方法によって製造され、その転写方法は以下のステップを備える。
(a)粒子の第一固定配列を、ステッチ線に対応する領域を除く接着層に転写し、
(b)追加的に、例えば加熱および/または加圧ローラーまたはカレンダーによって押圧して第一配列の好ましい程度の埋設を行い、
(c)粒子の第二固定配列を、少なくともステッチ線に対応する第一配列の領域を覆うように接着層に転写し、
(d)追加的に、第一配列が第二配列よりも深く接着層に埋設されるように両粒子配列を押圧して好ましい程度の埋設を行う。
According to one embodiment, the multi-stage ACF is manufactured by a multiple transfer method, which includes the following steps.
(A) transferring the first fixed array of particles to the adhesive layer excluding the region corresponding to the stitch line;
(B) In addition, a preferred degree of embedding of the first array is performed by pressing with a heating and / or pressure roller or calendar, for example,
(C) transferring the second fixed array of particles to the adhesive layer so as to cover at least the region of the first array corresponding to the stitch line;
(D) In addition, a preferred degree of embedding is performed by pressing both particle arrays so that the first array is embedded in the adhesive layer deeper than the second array.

他の実施形態によれば、多段ACFは複数転写方法によって製造され、その転写方法は以下のステップを備える。
(a)ステッチ線の配列を除いて、導電粒子の第一の固定または非ランダム配列を、中に導電粒子が分散された接着剤で塗布された基板を有するACFに転写し、
(b)例えば加熱および/または加圧ローラーまたはカレンダーによって第一配列を押圧して好ましい程度の埋設を行う。
According to another embodiment, the multi-stage ACF is manufactured by a multiple transfer method, and the transfer method includes the following steps.
(A) excluding the arrangement of stitch lines, transferring a first fixed or non-random arrangement of conductive particles to an ACF having a substrate coated with an adhesive having conductive particles dispersed therein;
(B) The first array is pressed by, for example, heating and / or a pressure roller or a calendar, and a preferred degree of embedding is performed.

上述した多段粒子形態によって形成されたステッチ線を有するACFは、シートまたは連続フィルムまたはリールやロールの形態の連続フィルムとすることができる。一実施形態においては、ACFは、プラスチックホルダの間に包装された約1.0〜2.0mm幅で約10〜30m長さのロールとして供給される。他の実施形態においては、ACFは、選択領域が上述したように多段形態である連続フィルムまたはリールとされる。   The ACF having stitch lines formed by the multistage particle form described above can be a sheet or continuous film or a continuous film in the form of a reel or roll. In one embodiment, the ACF is supplied as a roll about 1.0-2.0 mm wide and about 10-30 m long wrapped between plastic holders. In other embodiments, the ACF is a continuous film or reel where the selected area is multi-staged as described above.

図1(a)は、特許文献2の図8であり、ステッチ線に対応する40μmの無粒子ギャップを有するACFと接合された後の一連の20μm(幅)×1000μm(長さ)の電極に関する導電粒子の分布を示す、接合された電子装置の400倍顕微鏡写真である。図1(b)は、幅10、20、40μmのステッチ線を有する固定配列ACFと接合された、20μm(固定幅)×20〜50μm(長さ)の一連のIC突起を有する模擬テストキットの模式図である。FIG. 1A is FIG. 8 of Patent Document 2 and relates to a series of 20 μm (width) × 1000 μm (length) electrodes after being joined to an ACF having a particle-free gap of 40 μm corresponding to a stitch line. 4 is a 400 × micrograph of a bonded electronic device showing the distribution of conductive particles. FIG. 1B shows a simulation test kit having a series of IC protrusions of 20 μm (fixed width) × 20 to 50 μm (length) joined to a fixed array ACF having stitch lines with widths of 10, 20, and 40 μm. It is a schematic diagram. 図2は、二段粒子形態および対応する粒子埋設深さの分布を有する同じピッチ寸法である2012年11月16日に出願された米国出願13/678,935の図4に相当する二段粒子形態を有する二つの固定配列ACFの模式図である。FIG. 2 is a two-stage particle corresponding to FIG. 4 of US application 13 / 678,935, filed on November 16, 2012, with the same pitch dimensions with a two-stage particle morphology and corresponding particle embedding depth distribution. It is a schematic diagram of two fixed arrangement | sequence ACF which has a form. 図3は、二段固定配列粒子の転写の為に採用された微細凹部が2012年11月16日に出願された米国出願13/678,935の図5に相当する異なるピッチ寸法を有する、二段固定配列ACFの模式図である。FIG. 3 shows that the microrecesses employed for the transfer of two-stage fixed array particles have different pitch dimensions corresponding to FIG. 5 of US application 13 / 678,935 filed on November 16, 2012. It is a schematic diagram of the step fixed array ACF. 図4は、追加的なオーバーコートを含む二段固定配列を有するACFの模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an ACF having a two-stage fixed array with an additional overcoat. 図5(a)は、本願に関する導電粒子の二段構造を示す顕微鏡写真(図5(c))付きのACFリールまたはロールの模式図であり、第二段がステッチ線の領域および隣接する境界領域に転写されている。図5(b)は、例えば平滑な表面を有する耐久接着テープでステッチされた微細凹部運搬ベルトの模式図である。FIG. 5A is a schematic diagram of an ACF reel or roll with a micrograph (FIG. 5C) showing a two-stage structure of conductive particles relating to the present application, where the second stage is a stitch line region and an adjacent boundary. It has been transferred to the area. FIG. 5B is a schematic view of a fine concave portion transport belt stitched with a durable adhesive tape having a smooth surface, for example. 図6は、本願に関する導電粒子の二段構造を有するACFの模式断面図であり、第二の段がステッチ線の領域に限定されている。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an ACF having a two-stage structure of conductive particles relating to the present application, and the second stage is limited to the stitch line region. 図7は、本願に関する導電粒子の二段構造を有するACFの模式断面図であり、第二段がステッチ線の領域に完全に覆っており、第一段構造部分に重複している。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an ACF having a two-stage structure of conductive particles relating to the present application. The second stage completely covers the region of the stitch line, and overlaps the first-stage structure portion.

特許文献1およびLiangらにより2011年5月19日に出願された米国出願第13/111,300の全体をここで参照する。   Reference is now made to U.S. Patent Application No. 13 / 111,300, filed May 19, 2011, by US Pat.

微細凹部キャリアを形成するために約2〜5ミルの熱安定ポリイミド(PI)またはPETなどのポリエステルフィルム上にレーザー切除によって、導電粒子を接着層の表面に転写するのに有用な約6μm(直径)、約4μm(深さ)、約3μm(区画)の微細凹部を含む運搬シートまたはベルトを用意することができる。例えばスムースロッド、ドクターブレードまたはスロットダイを使用して導電粒子分散による塗布を行えば、微細凹部配列網は充填される。未充填の微細凹部を確実に無くすため、1種以上の充填法が採用される。Liang‘300、Liang‘700を参照のこと。   About 6 μm (diameter useful for transferring conductive particles to the surface of the adhesive layer by laser ablation on about 2-5 mil heat stable polyimide (PI) or polyester film such as PET to form a microrecessed carrier ), A conveyance sheet or belt including fine recesses of about 4 μm (depth) and about 3 μm (section) can be prepared. For example, if application is performed by dispersing conductive particles using a smooth rod, a doctor blade, or a slot die, the fine recess array network is filled. One or more filling methods are employed to reliably eliminate unfilled fine recesses. See Liang '300 and Liang' 700.

図1は、18μm(幅)×1000μm(長さ)の線電極の接合されたセットの400倍顕微鏡写真の図である。領域188’は、導電粒子112を含まない40μmのステッチギャップを有する60°ステッチ線に対応する。この特定の実施例では、導電粒子の平均粒径は3.2μmであり、ステッチ線を跨ぐ粒子間の距離またはギャップは電極に沿って計測すると80μmでありそれはステッチ線の長さ1000μmの10%未満である。ステッチ線を跨がない電極に接触する約64〜66個の粒子に比較して、ステッチ線を跨ぐ電極に接触する約58〜60個の粒子が存在する。前者は、信頼性のある電気的接触を確立するために要求される粒子の最低数、一般的には電極あたり約5〜10個を上回っており良好である。十分な数以上の導電粒子が依然として捕獲されているので、斜めのステッチ線での導電粒子の不在は、長く広い電極の接続に明らかに何の影響も与えていない。しかしながら、高解像度ICチップ接合において、IC突起寸法は通常、突起領域300〜1000μm以下に相当する10〜30μm(幅)×20〜50μm(長さ)と小さい。高品質な接続を達成するため、各突起について通常少なくとも3〜5個の導電粒子が捕獲されている必要がある。 FIG. 1 is a 400 × photomicrograph of a set of 18 μm (width) × 1000 μm (length) line electrodes joined. Region 188 ′ corresponds to a 60 ° stitch line having a 40 μm stitch gap without conductive particles 112. In this particular example, the average particle size of the conductive particles is 3.2 μm and the distance or gap between the particles across the stitch line is 80 μm when measured along the electrode, which is 10% of the stitch line length of 1000 μm. Is less than. There are about 58-60 particles in contact with the electrode straddling the stitch line compared to about 64-66 particles in contact with the electrode not striding the stitch line. The former is good because it exceeds the minimum number of particles required to establish a reliable electrical contact, typically about 5-10 per electrode. Since a sufficient number of conductive particles are still trapped, the absence of conductive particles at diagonal stitch lines clearly has no effect on long and wide electrode connections. However, in high-resolution IC chip bonding, the IC protrusion size is usually as small as 10 to 30 μm (width) × 20 to 50 μm (length) corresponding to a protrusion area of 300 to 1000 μm 2 or less. In order to achieve a high quality connection, it is usually necessary to capture at least 3-5 conductive particles for each protrusion.

図1(b)は、それぞれ20μm×20μm、20μm×30μm、20μm×40μmおよび20μm×50μmの平面寸法を有する4シリーズのチップ突起302、303、304および305を備えた模擬テストキットまたはフィルム300の模式図である。テストキットは、それぞれ幅10μm、20μmおよび40μmを有する3つの仮想45°ステッチギャップ310、320および340を有する模擬固定配列ACFと接合される。図では、ステッチ線310、320および340に相当するギャップに転写された導電粒子は図示されていない。図1(b)から読み取れることは、最大の突起寸法305(20μm×50μmまたは1000μm)でさえもステッチギャップ320(20μmギャップ)でも340(40μmギャップ)でも捕獲導電粒子を実質的に有さないIC突起が存在するということである。20μm超のステッチ線幅を有する固定配列ACFの最良の達成可能な解像度は、1000μmに過ぎない。ステッチギャップ310(10μmギャップ)を有するACFの解像度の方がより良いが、突起が305(1000μm)より小さい場合、特に304(800μm)より小さいと不十分な捕獲粒子の突起は依然として観察される。 FIG. 1 (b) shows a mock test kit or film 300 with four series of chip protrusions 302, 303, 304 and 305 having planar dimensions of 20 μm × 20 μm, 20 μm × 30 μm, 20 μm × 40 μm and 20 μm × 50 μm, respectively. It is a schematic diagram. The test kit is joined with a simulated fixed array ACF having three virtual 45 ° stitch gaps 310, 320 and 340 having widths of 10 μm, 20 μm and 40 μm, respectively. In the figure, the conductive particles transferred to the gaps corresponding to the stitch lines 310, 320 and 340 are not shown. It can be read from FIG. 1 (b) that even the largest protrusion dimension 305 (20 μm × 50 μm or 1000 μm 2 ) is substantially free of trapped conductive particles even at stitch gap 320 (20 μm gap) or 340 (40 μm gap). This means that there is an IC protrusion. The best achievable resolution of a fixed array ACF with a stitch line width greater than 20 μm is only 1000 μm 2 . The resolution of ACF with stitch gap 310 (10 μm gap) is better, but when the protrusions are smaller than 305 (1000 μm 2 ), especially when the protrusions are smaller than 304 (800 μm 2 ), insufficient captured particle protrusions are still observed. The

斜めのステッチ線を有すると高粒子密度(≧30,000個/mm)ACFであってさえステッチ線の幅は2〜10μmと狭いことが要求されることが見出された。しかしながら、そのような狭いステッチ線を有する耐久性のある高解像度微細凹部ループを作ることは、極めて困難であり、続く微小流体粒子充填および転写ステップにおいてしばしば粒子凝集をもたらす。粒子凝集は、接合された装置に好ましくない短絡をもたらす。 It has been found that the width of the stitch line is required to be as narrow as 2 to 10 μm even with a high particle density (≧ 30,000 / mm 2 ) ACF with diagonal stitch lines. However, creating durable high resolution microrecessed loops with such narrow stitch lines is extremely difficult and often results in particle aggregation in subsequent microfluidic particle packing and transfer steps. Particle agglomeration results in an undesirable short circuit in the bonded device.

図2は、第一の距離(例えばd)にてACF接着層24に埋設された導電粒子22の第一配列と、第一粒子22よりは浅い第二の距離(例えばd)にてACFに埋設された導電粒子26の第二配列とを含むACFを模式的に示す。特定の一配列における隣接する粒子間のピッチまたは距離(すなわちドットの六角形28で示された第一配列とドットの六角形29によって示された第二配列)は、同じピッチである。図2への挿入図は、埋設深さの分布を示すグラフである。このグラフによれば、明らかに異なる埋設深さ(dとd)の粒子の二つの配列を含む二峰性分布である。 FIG. 2 shows a first arrangement of conductive particles 22 embedded in the ACF adhesive layer 24 at a first distance (eg, d 1 ) and a second distance (eg, d 2 ) shallower than the first particles 22. 3 schematically shows an ACF including a second array of conductive particles 26 embedded in the ACF. The pitch or distance between adjacent particles in a particular array (i.e., the first array shown by dot hexagon 28 and the second array shown by dot hexagon 29) is the same pitch. The inset to FIG. 2 is a graph showing the distribution of the buried depth. According to this graph, it is a bimodal distribution including two arrays of particles with distinctly different embedding depths (d 1 and d 2 ).

図3は、米国出願第13/678,935からのさらなる実施形態を示し、ACF40は第一の深さにてACF接着層44に埋設された粒子42の第一配列と、より浅い深さにてACF接着層に埋設された粒子46の第二配列とを有する。図3のACF40は、第一および第二配列を作る粒子のピッチが異なる点において、図2に示されたACF20とは異なる。粒子46の第二配列のピッチを描くドット線48は、より深い粒子42の第一配列における隣接する粒子42を結ぶドット線49より短い。   FIG. 3 shows a further embodiment from U.S. Application No. 13 / 678,935, where ACF 40 has a first array of particles 42 embedded in ACF adhesive layer 44 at a first depth and a shallower depth. And a second array of particles 46 embedded in the ACF adhesive layer. The ACF 40 of FIG. 3 differs from the ACF 20 shown in FIG. 2 in that the pitch of the particles making up the first and second arrays is different. The dot lines 48 describing the pitch of the second array of particles 46 are shorter than the dot lines 49 connecting adjacent particles 42 in the first array of deeper particles 42.

二段(または多段)ACFは、特許文献2に開示されたステッチ線を有する連続運搬ベルトを使用した転写方法によって得られる。微小凹部運搬ベルトは、同じまたは異なる微小凹部模様およびピッチを有する。導電粒子は、第一の微小凹部ベルトに充填され、凹部外側の過剰粒子は、例えばゴムワイパーまたはゴムローラーを用い、微小凹部フィルムとワイパーまたはローラーとの間のギャップおよび圧力または張力を慎重に制御しながら除去される。微小凹部フィルム内の導電粒子は、たとえば充填された微小凹部フィルムを、剥離ライナー上に予備塗布されたエポキシ接着剤に積層することにより、エポキシ接着剤に転写される。積層ステップの一部としてあるいは剥離ステップとして、このように転写された粒子は、例えばカレンダー、積層、または加圧下やせん断下の加熱によって、約0%直径(すなわち完全に埋設される)から95%(すなわち部分的に埋設される)が接着層の表面から露出するように(さらには接着剤表面から約0%〜80%の直径が露出するように)さらに接着剤フィルム内に押圧される。二段(62および64)粒子形態を備えたACF60の頂面を覆う追加的なオーバーコート接着剤50が示されている図4に示されるような二段または多段の粒子形態を製造するために、粒子充填および転写プロセスは、第二の微小凹部フィルムにおいて繰り返される。ステッチ線に起因して、第一の転写においてはステッチ線の領域にほとんど粒子が存在しない。もし第二の転写がステッチ線の全体領域を覆うのであれば、ACFはステッチ線において導電粒子の単一の層を含むこととなり、ACFの残りの部分においては導電粒子の二重の層を含むこととなる。   The two-stage (or multistage) ACF is obtained by a transfer method using a continuous conveyance belt having a stitch line disclosed in Patent Document 2. The micro-recess carrying belts have the same or different micro-recess patterns and pitches. Conductive particles fill the first micro-recess belt and excess particles outside the recess carefully control the gap and pressure or tension between the micro-recess film and the wiper or roller, for example using a rubber wiper or rubber roller While being removed. The conductive particles in the microrecess film are transferred to the epoxy adhesive, for example, by laminating the filled microrecess film on the epoxy adhesive pre-applied on the release liner. As part of the laminating step or as a debonding step, particles thus transferred can be about 0% diameter (ie, fully embedded) to 95%, eg, by calendering, laminating, or heating under pressure or shear. It is further pressed into the adhesive film so that (ie partially embedded) is exposed from the surface of the adhesive layer (and so that a diameter of about 0% to 80% is exposed from the adhesive surface). To produce a two-stage or multi-stage particle morphology as shown in FIG. 4 where an additional overcoat adhesive 50 covering the top surface of ACF 60 with a two-stage (62 and 64) particle morphology is shown. The particle filling and transfer process is repeated on the second microrecess film. Due to the stitch lines, there are almost no particles in the area of the stitch lines in the first transfer. If the second transfer covers the entire area of the stitch line, the ACF will contain a single layer of conductive particles at the stitch line and the remaining part of the ACF will contain a double layer of conductive particles. It will be.

図5(a)は、ACFロールまたはリール70の模式図であり、第一粒子配列を有する領域112、第二段の粒子配列を有するステッチ線領域106、および第一および第二粒子配列を両方有する重複領域110を備える。図5(c)は、図5(a)の長方形Aで示される二段構造の遷移を示す、領域112、110および106および対応する境界領域111(左)および113(右)の光学顕微鏡写真である。図5(b)は、例えば、閉じたループを形成するために平滑な表面を有する耐久接着テープ106Tによってステッチされた微小凹部運搬ベルトのステッチ領域の模式図である。特許文献2に記載されているように、導電粒子は、微小凹部に充填され、剥離ライナー上に予備塗布された接着層上に転写され、ステッチテープ106Tに覆われた領域に相当する粒子非含有のステッチ領域106と、第一の段の粒子112を有する領域を備えたACFを形成する。そしてステッチ線106は、導電粒子の第二段によって被覆されてステッチ線106を含む接着層の表面に亘って導電粒子の連続層が存在するようになる。   FIG. 5 (a) is a schematic diagram of an ACF roll or reel 70, with regions 112 having a first particle arrangement, stitch line regions 106 having a second stage particle arrangement, and both first and second particle arrangements. The overlapping area 110 is provided. FIG. 5 (c) is an optical micrograph of regions 112, 110 and 106 and corresponding boundary regions 111 (left) and 113 (right) showing the transition of the two-stage structure shown by rectangle A in FIG. 5 (a). It is. FIG. 5B is a schematic diagram of a stitch region of a micro-recess carrying belt stitched by a durable adhesive tape 106T having a smooth surface, for example, to form a closed loop. As described in Patent Document 2, the conductive particles are filled in the minute recesses, transferred onto the adhesive layer preliminarily applied onto the release liner, and particles not corresponding to the region covered with the stitch tape 106T. The ACF having the stitch region 106 and the region having the first stage particle 112 is formed. The stitch line 106 is covered with the second stage of the conductive particles so that a continuous layer of conductive particles exists over the surface of the adhesive layer including the stitch line 106.

図6の断面図にさらに示されるように、ACFは、基板100と、基板100の表面上の接着層102を備え、この接着層は追加的に内部に分散された導電粒子を含むこともでき、非ランダム配列で配置された導電粒子104の少なくとも一つの段を備え、この段はステッチ線を有する運搬ベルトから接着層の表面への導電粒子の転写によって形成されたものであり、そして、ステッチ線106に対応する接着層の表面の部分は、ステッチ線に対応する第一段の少なくともその部分106を覆う運搬ベルトからの転写によって非ランダム配列で配置された導電粒子108の第二段によって被覆される。図6に示すように第二転写がステッチ線の領域のみに選択的に適用されると、ACFは、粒子が第一転写によってステッチ線の外側に設けられかつ粒子が第二転写によってステッチ線の領域内に設けられた状態にて導電粒子の単一の層を含むようになる。図6では、導電粒子が異なる深さにて完全に埋設された状態にて描かれた実施形態が示されているが、この図示は、粒子が異なる深さで、および/または、部分的に埋設されたACFも含む。さらには、2段のみが示されているが、この図示は2、3、4、5またはそれ以上の段が同じまたは異なる深さで存在する実施形態も含む。図7は、さらなる実施形態を示している。図7に示すように、もし第二段108Aがステッチ線106の領域およびステッチ線に隣接する重複領域110の上に選択的に適用されると、ACFは、ステッチ線106の領域においては粒子の単一の層を有するようになり、第一転写と第二転写が重なる領域110においては粒子の二重の層を有するようになり、ステッチ線外側の領域の第一の転写の領域においては粒子112の単一の層を有するようになる。   As further shown in the cross-sectional view of FIG. 6, the ACF includes a substrate 100 and an adhesive layer 102 on the surface of the substrate 100, which may additionally include conductive particles dispersed therein. , Comprising at least one step of conductive particles 104 arranged in a non-random arrangement, the step being formed by transfer of conductive particles from a conveyor belt having stitch lines to the surface of the adhesive layer, and stitching The portion of the surface of the adhesive layer corresponding to the line 106 is covered by a second step of conductive particles 108 arranged in a non-random arrangement by transfer from a transport belt covering at least that portion 106 of the first step corresponding to the stitch line. Is done. As shown in FIG. 6, when the second transfer is selectively applied only to the area of the stitch line, the ACF is arranged so that the particles are provided outside the stitch line by the first transfer and the particles are stitched by the second transfer. A single layer of conductive particles is included in a state provided within the region. In FIG. 6, an embodiment is shown in which the conductive particles are depicted fully embedded at different depths, but this illustration shows that the particles are at different depths and / or partially. Includes buried ACF. Furthermore, although only two stages are shown, this illustration also includes embodiments in which two, three, four, five or more stages are present at the same or different depths. FIG. 7 shows a further embodiment. As shown in FIG. 7, if the second stage 108A is selectively applied over the area of the stitch line 106 and the overlap area 110 adjacent to the stitch line, the ACF is It has a single layer, has a double layer of particles in the region 110 where the first transfer and the second transfer overlap, and a particle in the region of the first transfer outside the stitch line. It will have 112 single layers.

本発明のさらなる実施形態に関して、上述したいずれの構造を有するACFも、図4に示す電極とACFのタック値または取り付け性能を改善するために接着層50でさらに被覆され、接着剤50の更なる被覆は、導電粒子の第一段62および第二段64を含む導電接着層60に設けられあるいは積層される。この接着剤は、下記により詳細に述べるようにACFの表面の接着剤と同一とすることができる。この層上の接着剤には導電粒子は必要とされないが、好ましいようであれば接着剤に導電粒子を含ませても良い。   With respect to further embodiments of the present invention, an ACF having any of the structures described above is further coated with an adhesive layer 50 to improve the tack value or attachment performance of the electrode and ACF shown in FIG. The coating is provided or laminated on the conductive adhesive layer 60 including the first stage 62 and the second stage 64 of conductive particles. This adhesive can be the same as the ACF surface adhesive as described in more detail below. The adhesive on this layer does not require conductive particles, but if preferred, the adhesive may contain conductive particles.

他の実施形態では、一またはそれ以上の段の導電粒子の固定配列を、導電粒子が導電接着層にランダムに分散され完全に埋設された接着層に転写することによって、ACFが得られる。例えば、選択肢としては、二段ACFが次のようにして調製可能である。接着剤中にランダムに分散された導電粒子を有する接着層を形成し、そのACF接着剤の表面に粒子の固定非ランダム配列を転写し、第一の段として接着層中にそれら粒子を所望の埋設深さに埋設させる。ACFに使用する上述したいずれの導電粒子も、本願を実践するのに使用される。一実施形態においては、金被覆粒子が使用される。一実施形態においては、導電粒子は標準偏差10%未満、好ましくは5%未満、より好ましくは3%未満の狭い粒子径分布を有する。粒子寸法は好ましくは約1〜250μm、より好ましくは2〜50μm、さらにより好ましくは2.5〜10μm未満である。本発明で有用な2種類の市販されている導電粒子は、ニューヨーク州ホワイトプレーンズの日本化学工業社の子会社であるニューヨークの代理店JCI USAから得られる日本化学工業社製Ni/Au粒子と、ニュージャージー州ワイコフのInco Special Products社製のNi粒子である。一実施形態においては、導電粒子は、粒子径分布において二峰性または多峰性を示す。一実施形態においては、微小凹部および導電粒子の直径は、各微小凹部がただ一つの導電粒子のみを含むように制限された空間を有するように選択される。ある一実施形態においては、約1〜約20μmの範囲の直径または深さを有する導電粒子または微小凹部である。他の実施形態においては、約2〜約5μmの範囲の直径または深さを有する導電粒子または微小凹部である。他の実施形態においては、約10%未満の標準偏差の直径または深さを有する導電粒子または微小凹部である。   In another embodiment, an ACF is obtained by transferring a fixed array of one or more stages of conductive particles to an adhesive layer in which the conductive particles are randomly dispersed and fully embedded in the conductive adhesive layer. For example, as an option, a two-stage ACF can be prepared as follows. Forming an adhesive layer having electrically conductive particles randomly dispersed in the adhesive, transferring a fixed non-random array of particles to the surface of the ACF adhesive, and as a first step, placing the particles in the adhesive layer as desired Embed to the burial depth. Any of the conductive particles described above used for ACF can be used to practice this application. In one embodiment, gold coated particles are used. In one embodiment, the conductive particles have a narrow particle size distribution with a standard deviation of less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 3%. The particle size is preferably about 1 to 250 μm, more preferably 2 to 50 μm, and even more preferably less than 2.5 to 10 μm. Two commercially available conductive particles useful in the present invention include Ni / Au particles from Nippon Chemical Industry Co., Ltd., obtained from JCI USA, a subsidiary of Nippon Chemical Industry Co., Ltd., White Plains, New York, and New Jersey. Ni particles manufactured by Inco Special Products of Wyckoff, Oregon. In one embodiment, the conductive particles exhibit bimodal or multimodal in particle size distribution. In one embodiment, the diameters of the microrecesses and the conductive particles are selected such that each microrecession has a constrained space containing only one conductive particle. In one embodiment, conductive particles or microrecesses having a diameter or depth in the range of about 1 to about 20 μm. In other embodiments, conductive particles or microrecesses having a diameter or depth in the range of about 2 to about 5 μm. In other embodiments, conductive particles or microrecesses having a standard deviation diameter or depth of less than about 10%.

他の好ましい実施形態においては、約5%未満の標準偏差の直径または深さを有する導電粒子または微小凹部である。他の好ましい実施形態においては、接着層は、熱可塑性、熱硬化性またはそれらの前駆体である。   In other preferred embodiments, conductive particles or microrecesses having a standard deviation diameter or depth of less than about 5%. In other preferred embodiments, the adhesive layer is thermoplastic, thermoset or a precursor thereof.

一実施形態においては、ポリマー核と金属殻を有する導電粒子が使用される。有用なポリマー核は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール、ポリジエン、ポリオレフィン、メラミンホルムアルデヒド/尿素ホルムアルデヒド/ベンゾグアナミンホルムアルデヒドといったアミノプラスチック、およびそれらのオリゴマー、共重合体、混合物または複合体が挙げられるが、これらのみに限定されない。核として複合物質が使用される場合、炭素、シリカ、アルミナ、BN、TiOおよびクレイのナノ粒子やナノチューブが核のフィラーとして好ましい。金属殻として好ましい物質は、Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Ni、Sn、Al、Mgおよびそれらの合金が挙げられるが、これらのみに限定されない。Ni/Au、Ag/Au、Ni/Ag/Auといった浸透金属殻を有する導電粒子が硬さ、導電性、耐食性にとって有用である。Ni、炭素、グラファイトといった剛性の突起を有する粒子は、腐食性のフィルムの中に浸透させる場合で腐食の影響を受けやすい電極を接続する信頼性を向上するので有用である。そのような粒子は、積水化学工業(日本)製商品名MICROPEARL、日本化学工業(日本)製商品名BRIGHT、Dyno A.S.(ノルウェー)製商品名DYNOSPHERESが利用可能である。 In one embodiment, conductive particles having a polymer core and a metal shell are used. Useful polymer cores include polystyrene, polyacrylates, polymethacrylates, polyvinyls, epoxy resins, polyurethanes, polyamides, phenols, polydienes, polyolefins, aminoplastics such as melamine formaldehyde / urea formaldehyde / benzoguanamine formaldehyde, and their oligomers, copolymers, Examples include, but are not limited to, mixtures or composites. When a composite material is used as the nucleus, carbon, silica, alumina, BN, TiO 2 and clay nanoparticles or nanotubes are preferred as the core filler. Preferred materials for the metal shell include, but are not limited to, Au, Pt, Ag, Cu, Fe, Ni, Sn, Al, Mg, and alloys thereof. Conductive particles having penetrating metal shells such as Ni / Au, Ag / Au, and Ni / Ag / Au are useful for hardness, conductivity, and corrosion resistance. Particles having rigid protrusions such as Ni, carbon, and graphite are useful because they improve the reliability of connecting electrodes that are susceptible to corrosion when penetrating into a corrosive film. Such particles are manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. (Japan), trade name MICROPEARL, Nippon Chemical Industry (Japan), trade name BRIGHT, Dyna A. S. (Norway) Product name DYNOSPHERES is available.

他の実施形態では、導電粒子は所謂、突起のある表面を有する。突起は、Ni無電解メッキおよびその後のNi層のAuでの部分的置換に先立って、ラテックス粒子上にシリカを備えたような異質な小さい粒子を塗布または堆積させて形成される。一実施形態では上述の明細書でより詳細に説明したように、導電粒子は突起と共に形成される。これら突起は、鋭利な突起、節、刻み目、くさびまたは溝として形成されるが、これらのみに限定されない。他の実施形態においては、導電粒子は、薄い絶縁層によって予備被覆され、好ましくは接合温度の近傍かより低い溶融流れ温度の絶縁ポリマー層である。   In other embodiments, the conductive particles have a so-called protruding surface. The protrusions are formed by applying or depositing extraneous small particles such as silica on latex particles prior to Ni electroless plating and subsequent partial replacement of the Ni layer with Au. In one embodiment, the conductive particles are formed with protrusions as described in more detail in the above specification. These protrusions are formed as, but not limited to, sharp protrusions, knots, notches, wedges or grooves. In other embodiments, the conductive particles are pre-coated with a thin insulating layer, preferably an insulating polymer layer with a melt flow temperature near or below the bonding temperature.

狭く分散したポリマー粒子は、例えば、米国特許第4,247,234号、4,877,761号、5,216,065号およびAdv.,Colloid Interface Sci.,13,101(1980年)に記載されたUgelstadの膨張粒子工程、J.Polym.Sic.,72,225(1985年)およびed.El−Aasser and Fitch,355頁(1987年)Martinus Nijhoff Publisher社刊「ポリマーコロイドの未来の方向性」に開示されたシードエマルジョン重合で調製される。一実施形態においては、単分散された約5μm径のポリスチレンラテックス粒子が変形可能弾性核として使用される。粒子はまずメタノール中で温和にアジテーション下で処理され、過剰の界面活性剤を除去し、ポリスチレンラテックス粒子の表面に微孔性の表面を形成する。このように処理された粒子は次いで、PdCl、HClおよびSnClを含む溶液で活性化され、続いて水で洗浄およびろ過してSn4+を除去し、Ni錯体と亜リン酸水素塩を含む無電解Niメッキ溶液(例えば、ニュージャージー州トレントンのSurface Technology Inc, Trenton製)に90℃、約30〜約50分浸漬される。Niメッキの厚さは、メッキ溶液濃度およびメッキ温度と時間で調節される。 Narrowly dispersed polymer particles are described, for example, in US Pat. Nos. 4,247,234, 4,877,761, 5,216,065 and Adv. Colloid Interface Sci. , 13, 101 (1980), Ugelstad's expanding particle process, J. Polym. Sic. 72, 225 (1985) and ed. El-Aassar and Fitch, 355 (1987). Prepared by seed emulsion polymerization disclosed in Martinus Nijhoff Publisher, "Future Direction of Polymer Colloid". In one embodiment, monodispersed polystyrene latex particles about 5 μm in diameter are used as the deformable elastic core. The particles are first treated under mild agitation in methanol to remove excess surfactant and form a microporous surface on the surface of the polystyrene latex particles. The particles thus treated are then activated with a solution containing PdCl 2 , HCl and SnCl 2 , followed by washing and filtering with water to remove Sn 4+ and contain Ni complexes and hydrogen phosphite It is immersed in an electroless Ni plating solution (e.g., Surface Technology Inc, Trenton, Trenton, NJ) at 90 ° C for about 30 to about 50 minutes. The thickness of the Ni plating is adjusted by the plating solution concentration and the plating temperature and time.

接着層への導電粒子の転写を改善するため、微小凹部へ剥離層が適用される。剥離層は、フルオロポリマーまたはオリゴマー、シリコーンオイル、フルオロシリコーン、ポリオレフィン、ワックス、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、長鎖疎水性のブロックまたは枝分かれを備えた界面活性剤またはそれらの共重合体または混合物のリストから選択される。微小凹部配列の表面へ剥離層を適用するには、塗布、印刷、スプレー、気相析出、プラズマ重合または架橋といった方法が挙げられるがこれらのみに限定されない。Liang‘300明細書に記載されているように、他の実施形態では、その方法はさらに、微小凹部の閉じたループを使用するステップを含む。他の実施形態においては、その方法はさらに、粒子転写ステップの後で微小凹部配列から残留接着剤や粒子を除去する洗浄装置を使用するステップを含む。異なる実施形態では、その方法はさらに、粒子充填ステップの前に微小凹部配列に剥離層を適用するステップを含む。他の実施形態においては、米国特許第6,632,532号、7,291,393号、7,410,698号、7,566,494号、7,815,999号、7,846,547号および米国出願第2006/0263581号、2007/0212521号および2010/0327237号に開示されているように、X−Y平面での短絡のリスクをさらに減少させるために、導電粒子は、熱可塑性または熱硬化性の絶縁層でカプセル化または被覆される。一実施形態に関して、導電粒子は、カップリング剤によって処理/被覆される。カップリング剤は、電極表面に金属−OHまたは酸化金属部分を有する電極に対しての粒子の湿式の接着性または湿った条件での接合強度だけでなく、導電粒子の耐食性を強化し、これにより、導電粒子は電子機器の接合に直ちにアクセス可能なようにただ部分的に接着剤に埋設されればよくなる。より重要なことには、表面処理された導電粒子は、電極間の非接触領域または離間領域の接着剤中で凝集のリスクが低減されより良く分散することができる。結果として、特に微細ピッチ用途において、X−Y平面での短絡のリスクが明らかに減少する。   In order to improve the transfer of the conductive particles to the adhesive layer, a release layer is applied to the minute recesses. The release layer is from a list of fluoropolymers or oligomers, silicone oils, fluorosilicones, polyolefins, waxes, polyethylene oxide, polypropylene oxide, surfactants with long-chain hydrophobic blocks or branches, or copolymers or mixtures thereof. Selected. Examples of applying the release layer to the surface of the minute recess array include, but are not limited to, methods such as coating, printing, spraying, vapor deposition, plasma polymerization, and crosslinking. As described in the Liang '300 specification, in other embodiments, the method further includes using a closed loop of microrecesses. In other embodiments, the method further includes using a cleaning device to remove residual adhesive and particles from the microrecess array after the particle transfer step. In different embodiments, the method further includes applying a release layer to the microrecess array prior to the particle filling step. In other embodiments, US Pat. Nos. 6,632,532, 7,291,393, 7,410,698, 7,566,494, 7,815,999, 7,846,547 In order to further reduce the risk of a short circuit in the XY plane, the conductive particles are thermoplastic or non-conductive, as disclosed in U.S. Application No. 2006/0263581, 2007/0212521 and 2010/0327237. Encapsulated or coated with a thermosetting insulating layer. For one embodiment, the conductive particles are treated / coated with a coupling agent. The coupling agent enhances the corrosion resistance of the conductive particles as well as the wet adhesion or bonding strength of the particles to electrodes having metal-OH or metal oxide moieties on the electrode surface. The conductive particles need only be partially embedded in the adhesive so that they can immediately access the junction of the electronic device. More importantly, the surface treated conductive particles can be better dispersed with reduced risk of agglomeration in the adhesive in non-contact or spaced areas between the electrodes. As a result, the risk of short circuits in the XY plane is clearly reduced, especially in fine pitch applications.

導電粒子を予備処理するカップリング剤の有用な例は、チタン酸塩、ジルコン酸塩および、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドおよびビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドを含むオルガノトリアルコキシシランといったシランカップリング剤(SCA)が挙げられる。チオール、ジスルフィド、およびテトラスルフィド官能基を有するカップリング剤は、温和な反応条件であってもAu−S結合の形成のためにAu粒子を予備処理するのに特に有用である(例えば、J.Am.Chem.Soc.,105、4481(1983年)「金表面の二官能有機ジスルフィドの吸収」を参照)。カップリング剤は、表面被覆率で好ましくは約5%〜100%の量、より好ましくは約20%〜100%表面被覆率、さらに好ましくは50%〜100%表面被覆率で導電粒子の表面に適用される。参考文献として、J.Materials Sci.,Lett.,899、1040(1989年)、Langmuir,9(11),2965−2973(1993年)、Thin Solid Films,242(1−2),142(1994年)、Polymer Composites,19(6),741(1997年)、および「シランカップリング剤」第二版、E.P.Plueddemann著,Plenum Press社,(1991年)およびそれらに含まれる参考文献を参照のこと。   Useful examples of coupling agents for pretreating conductive particles include titanates, zirconates and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ Silane coupling agents (SCAs) such as organotrialkoxysilanes including mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide. Coupling agents having thiol, disulfide, and tetrasulfide functional groups are particularly useful for pretreating Au particles for the formation of Au-S bonds, even under mild reaction conditions (see, e.g. Am. Chem. Soc., 105, 4481 (1983) "absorption of bifunctional organic disulfides on gold surfaces"). The coupling agent is preferably applied to the surface of the conductive particles in an amount of about 5% to 100%, more preferably about 20% to 100% surface coverage, and even more preferably 50% to 100% surface coverage. Applied. As a reference, J. et al. Materials Sci. Lett. 899, 1040 (1989), Langmuir, 9 (11), 2965-2933 (1993), Thin Solid Films, 242 (1-2), 142 (1994), Polymer Compositions, 19 (6), 741. (1997), and "Silane Coupling Agent" Second Edition, E.I. P. See Plueddemann, Plenum Press, (1991) and references contained therein.

微小凹部配列は、運搬網に直接に形成されるか、運搬網に予備被覆された凹部形成層に形成される。網の好適な材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフサレート(PEN)などのポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリスルフォン、ポリエーテル、ポリイミド、および液晶ポリマーおよびそれらの混合物、複合体、積層物、挟持フィルムが挙げられるがこれらのみに限定されない。凹部形成層の好適な材料は、熱可塑性物質、熱硬化性物質またはその前駆体、正または負のフォトレジスト、または無機物質であるがこれらのみに限定されない。粒子転写の高い歩留まりを達成するため、微小凹部運搬網と接着層との間の接着を減少させるために運搬網は剥離物質の薄層で処理されていると好ましい。剥離層は、微小凹部形成ステップの前後のどちらにでも、塗布、印刷、スプレー、気相析出、熱転写またはプラズマ重合/架橋によって設けられる。剥離層の好適な材料は、フルオロポリマーまたはオリゴマー、シリコーンオイル、フルオロシリコーン、ポリオレフィン、ワックス、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(プロビレンオキサイド)、長鎖疎水性のブロックまたは枝分かれの界面活性剤またはそれらの共重合体または混合物が挙げられるがこれらのみに限定されない。   The micro-recess array is formed directly on the transport net or formed in a recess forming layer pre-coated on the transport net. Suitable materials for the mesh are polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polyamide, polyacrylate, polysulfone, polyether, polyimide, and liquid crystal polymers and mixtures, composites, laminates thereof. But not limited to these. Suitable materials for the recess forming layer include, but are not limited to, a thermoplastic material, a thermosetting material or a precursor thereof, a positive or negative photoresist, or an inorganic material. In order to achieve a high yield of particle transfer, it is preferred that the transport network is treated with a thin layer of release material to reduce adhesion between the microrecess transport network and the adhesive layer. The release layer is provided by coating, printing, spraying, vapor deposition, thermal transfer or plasma polymerization / crosslinking either before or after the microrecess formation step. Suitable materials for the release layer include fluoropolymers or oligomers, silicone oils, fluorosilicones, polyolefins, waxes, poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide), long chain hydrophobic block or branched surfactants or those Although not limited to these, the copolymer or mixture of these is mentioned.

一実施形態においては、粒子の堆積は、流体粒子分布および捕獲方法を適用することにより影響を受け、各導電粒子は、一つの微小凹部に捕獲される。数多くの捕獲方法が利用できる。例えば、Liang‘700に開示された一実施形態では、各微小凹部にただ一つだけの導電粒子を捕獲させるために、ロールからロールへの連続流体粒子分布方法が利用可能である。捕獲された粒子は、続いて、微小凹部配列から接着層の予め区画された位置に転写することができる。通常、これらの転写された導電粒子間の距離は、導電粒子が凝集する密度閾値である浸透の閾値よりも大きくなければならない。   In one embodiment, particle deposition is affected by applying fluid particle distribution and capture methods, with each conductive particle being captured in one micro-recess. A number of capture methods are available. For example, in one embodiment disclosed in Liang '700, a continuous fluid particle distribution method from roll to roll can be used to capture only one conductive particle in each microrecess. The captured particles can then be transferred from the micro-recess array to the pre-delimited location of the adhesive layer. Typically, the distance between these transferred conductive particles must be greater than the penetration threshold, which is the density threshold at which the conductive particles aggregate.

微小凹部のパターン寸法、形状および空間の多様性は、Liangの米国公報2006/0280912およびLiang‘700に開示されている。固定配列パターンは変化する。円形の微小凹部の場合、パターンはX−Yで表現され、Xが凹部の直径でYが隣接する凹部間の端から端までの距離でμmで表わしたものである。通常、微小凹部パターンピッチは4−3、5−3、5−5、5−7および6−2パターンが挙げられる。選択されるパターンは、各電極に必要な粒子の数に部分的に依存する。電極の最小の接合空間を減少させるため、微小凹部パターンは調整される。   The variety of pattern sizes, shapes and spaces of the microrecesses are disclosed in Liang, US Publications 2006/0280912 and Liang'700. The fixed array pattern changes. In the case of a circular minute recess, the pattern is expressed by XY, where X is the diameter of the recess and Y is the distance from end to end between adjacent recesses in μm. Usually, the fine recess pattern pitch includes 4-3, 5-3, 5-5, 5-7 and 6-2 patterns. The pattern chosen depends in part on the number of particles required for each electrode. The microrecess pattern is adjusted to reduce the minimum bonding space of the electrodes.

上記の実施例で述べた粒子充填手順を選択するにあたり、6(開口)×2(間隔)×4(深さ)μmの配列を配置した表面処理したポリイミド(PI)微小凹部シートが粒子で充填される。目標厚さ約15μmでエポキシフィルムを準備する。微小凹部シートとエポキシフィルムは、鋼鉄板上で面と面が添えられる。鋼鉄板はThink&Tinker社製の市販の乾燥フィルムロール積層機HRL4200によって押圧される。積層圧力および積層速度は、この粒子の第一配列が微小凹部運搬手段から接着フィルムに良好な効率(約90%以上、好ましくは約95%以上)および好ましい埋設程度(例えば約40〜90%)で転写されるように調節され、追加的に事後のカレンダーまたは加熱工程を設けてより高い埋設程度とすることができる。続いて粒子の第二配列がフィルムに転写され、積層圧力および積層速度は、好ましい埋設程度が得られるように調節される。粒子の第二固定配列の転写は、条件にも依存するが、粒子の第一配列を接着剤により深く埋設する。第二配列積層の圧力、温度、および速度は、第一および第二配列がエポキシ接着剤に対して好ましい異なる深さで埋設されるよう調節される。好ましい深さは、粒子の第一配列と第二配列とで異なる。このようにして埋設深さを積み上げることによって、接続性能の改善が達成される。一実施形態においては、第一配列は粒子径の約40〜90%埋設され、より典型的には約50〜80%である。第二配列は粒子径の約10〜60%埋設され、より典型的には約30〜60%であり、埋設程度のパーセンテージは、残りの他の配列と比較して一つの配列が大きい。特に、第一配列粒子が少なくとも約20%、好ましくは30%、第二配列粒子よりも深く接着剤に埋設されていると好ましい。   In selecting the particle packing procedure described in the above example, a surface-treated polyimide (PI) microrecessed sheet with an array of 6 (openings) × 2 (intervals) × 4 (depth) μm filled with particles Is done. An epoxy film is prepared with a target thickness of about 15 μm. The micro concave sheet and the epoxy film are provided with a surface and a surface on a steel plate. The steel plate is pressed by a commercial dry film roll laminator HRL4200 manufactured by Think & Tinker. The laminating pressure and laminating speed are such that the first arrangement of the particles has good efficiency (about 90% or more, preferably about 95% or more) and a preferable embedding degree (for example, about 40 to 90%) from the microrecess transporting means It can be adjusted so that it can be transferred at the same time, and a post-calendar or heating step can be additionally provided to achieve a higher embedding degree. Subsequently, the second array of particles is transferred to the film, and the lamination pressure and lamination speed are adjusted to obtain a preferred degree of embedding. Transfer of the second fixed array of particles, depending on the conditions, embeds the first array of particles deeply into the adhesive. The pressure, temperature, and speed of the second array stack are adjusted so that the first and second arrays are embedded at different depths preferred for the epoxy adhesive. The preferred depth is different for the first and second arrays of particles. By increasing the embedment depth in this way, improved connection performance is achieved. In one embodiment, the first array is embedded about 40-90% of the particle size, more typically about 50-80%. The second array is embedded about 10-60% of the particle size, more typically about 30-60%, with a percentage of the degree of embedding being greater for one array compared to the remaining other arrays. In particular, it is preferred that the first array particles are at least about 20%, preferably 30%, embedded in the adhesive deeper than the second array particles.

ACFに用いられる接着剤は、熱可塑性、熱硬化性およびそれらの前駆体が挙げられる。有用な接着剤は、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、熱または放射線硬化接着剤が挙げられるがこれらのみに限定されない。接着剤は例えば、エポキシド、フェノール樹脂、アミン―ホルムアルデヒド樹脂、ポリベンゾオキサジン、ポリウレタン、シアネートエステル、アクリル酸、アクリレート、ビニルポリマー、ポリ(スチレン−ブタジエン共重合体)等のゴム、およびそれらのブロック共重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリカプロラクトン、ポリエーテル、およびポリアミドを含む。エポキシド、シアネートエステルおよび多官能アクリレートは特に有用である。触媒や潜在的硬化剤を含む硬化剤は、接着剤の硬化力学を調節するのに用いられる。エポキシ樹脂の有用な硬化剤には、ジシアノジアミド(DICY)、アジピン酸ジヒドラジド、2−メチルイミダゾールおよびそれらのカプセル化製品である旭化成製NovacureHX液体ビスフェノールAエポキシ分散液等、エチレンジアミンやジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン等のアミン、BFアミン付加物、味の素製Amicure、ジアミノジフェニルスルフォンやp−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモン酸等のスルフォニウム塩が挙げられるがこれらのみに限定されない。一実施形態においては、粒子はカップリング剤で塗布される。カップリング剤は、チタン酸塩、ジルコン酸塩およびグリシドオキシプロピルトリメトキシシランや3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤もまたACFの耐久性を向上させるために使用されるが、これらのみに限定されない。エポキシ系ACFの性能に及ぼす硬化剤およびカップリング剤の効果の議論は、S.AsaiらのJ.Appl.Polym.Sci.,56,769(1995年)にある。その論文全体が参考のためにここで参照される。乾燥接着剤厚さは通常、5〜30μm、好ましくは10〜20μmの範囲である。 Examples of the adhesive used for the ACF include thermoplasticity, thermosetting property, and precursors thereof. Useful adhesives include, but are not limited to, pressure sensitive adhesives, hot melt adhesives, heat or radiation curable adhesives. Adhesives include, for example, epoxides, phenolic resins, amine-formaldehyde resins, polybenzoxazines, polyurethanes, cyanate esters, acrylic acids, acrylates, vinyl polymers, rubbers such as poly (styrene-butadiene copolymers), and block copolymers thereof. Including polymers, polyolefins, polyesters, unsaturated polyesters, vinyl esters, polycaprolactones, polyethers, and polyamides. Epoxides, cyanate esters and polyfunctional acrylates are particularly useful. Curing agents, including catalysts and potential curing agents, are used to adjust the cure mechanics of the adhesive. Useful curing agents for epoxy resins include dicyanodiamide (DICY), adipic acid dihydrazide, 2-methylimidazole, and their encapsulated products, Asahi Kasei Novacure HX liquid bisphenol A epoxy dispersions, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine Examples include, but are not limited to, amines such as amines, BF 3 amine adducts, Ajinomoto Amicure, sulfonium salts such as diaminodiphenylsulfone and p-hydroxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonic acid. In one embodiment, the particles are applied with a coupling agent. As coupling agents, titanates, zirconates and silane coupling agents such as glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane are also used to improve the durability of ACF, It is not limited only to these. A discussion of the effects of hardeners and coupling agents on the performance of epoxy-based ACFs can be found in S.A. Asai et al. Appl. Polym. Sci. 56,769 (1995). The entire article is referenced here for reference. The dry adhesive thickness is usually in the range of 5-30 μm, preferably 10-20 μm.

ディスプレイ材料におけるICチップやハンダボールの基板や網の溝領域や孔部への流体組立は、例えば、米国特許第6,274,508号、6,281,038号、6,555,408号、6,566,744号および6,683,663号に開示されている。埋設された網の微小カップへの電気泳動または液晶流体の充填および上部シールは、例えば、米国特許第6,672,921号、6,751,008号,6,784,953号、6,788,452号および6,833,943号に開示されている。埋設された運搬網の溝に充填することで正確な間隔を有する研磨部材の調製として、硬化可能なバインダー前駆体に分散された複数の研磨粒子を備えた研磨複合体スラリーもまた、例えば米国特許5,437,754号、5,820,450号および5,219,462号に開示されている。上述した米国特許の全てが、参考のためにそれら個々の全体が参照される。上記した技術では、溝、孔、微小カップは例えばエンボス、スタンプまたはリソグラフ等によって基板に形成される。続いてアクティブマトリクス薄層トランジスタ(AM TFT)、ボールグリッドアレイ(BGA)、電気泳動および液晶ディスプレイを含む様々な用途のために、様々な装置が、溝や孔に充填される。特定の実施形態においては、各微小凹部や溝にただ一つの導電粒子の流体充填によってACFは形成され、導電粒子はポリマー核および金属殻を有し、そして米国公報2015/0072109および2012/0295098およびそこで参照される文献に開示されているように、金属殻は絶縁ポリマーでカプセル化されるか特にシランカップリング剤といったカップリング剤で被覆され、粒子はACF接着層に部分的に埋設される。   For example, U.S. Pat. Nos. 6,274,508, 6,281,038, 6,555,408 can be used for fluid assembly of the display material into the IC chip or solder ball substrate or the groove region or hole of the net. Nos. 6,566,744 and 6,683,663. Electrophoresis or liquid crystal fluid filling and top sealing of embedded mesh microcups is described, for example, in US Pat. Nos. 6,672,921, 6,751,008, 6,784,953, 6,788. 452 and 6,833,943. Abrasive composite slurries with a plurality of abrasive particles dispersed in a curable binder precursor, for example, for the preparation of abrasive members having precise spacing by filling the grooves of an embedded transport network, are also disclosed in, for example, U.S. Pat. Nos. 5,437,754, 5,820,450 and 5,219,462. All of the above-mentioned US patents are referenced in their entirety for reference. In the technique described above, the grooves, holes, and microcups are formed on the substrate by, for example, embossing, stamping, or lithograph. Various devices are then filled into the grooves and holes for various applications including active matrix thin layer transistors (AM TFT), ball grid arrays (BGA), electrophoresis and liquid crystal displays. In certain embodiments, an ACF is formed by fluid filling of only one conductive particle in each microrecess or groove, the conductive particle having a polymer core and a metal shell, and US Publications 2015/0072109 and 2012/0295098 and As disclosed in the literature referenced there, the metal shell is encapsulated with an insulating polymer or coated with a coupling agent, in particular a silane coupling agent, and the particles are partially embedded in the ACF adhesive layer.

付加的な凹部形成層を併用し、または併用せずに、微小凹部はプラスチック網基板に直接形成される。あるいは、微小凹部はまた、例えば、レーザー切除、フォトレジストを用いたリソグラフ方法によってエンボス金型を用いずに形成され、続いてさらなる発展のためあるいは選択肢として、エッチングや電鋳ステップが追加される。好ましい凹部形成材料としては、熱可塑性、熱硬化性またはそれらの前駆体、正負のフォトレジストまたは無機または金属材料が挙げられるがこれらのみに限定されない。レーザー切削としては、一実施形態では、パルス周波数約0.1Hz〜約500Hzで約0.1W/cm〜約200W/cmの範囲以上の出力を有する切削のためのエキシマレーザービームを生成し、約1パルス〜約100パルスが用いられる。より好ましい実施形態においては、レーザー切除出力は約1W/cm〜約100W/cmの範囲、パルス周波数は約1Hz〜約100Hz、約10パルス〜約50パルスが使用される。デブリを除去するために、真空下においてキャリアガスを用いるのも好ましい。 The micro-recesses are formed directly on the plastic mesh substrate with or without an additional recess-forming layer. Alternatively, the micro-recesses are also formed without using an embossing die by, for example, laser ablation, lithographic method using photoresist, followed by additional etching or electroforming steps for further development or as an option. Preferred recess forming materials include, but are not limited to, thermoplastic, thermosetting or their precursors, positive and negative photoresists or inorganic or metallic materials. As the laser cutting, in one embodiment, it generates an excimer laser beam for cutting having an output of more than the range of about 0.1 W / cm 2 ~ about 200 W / cm 2 at a pulse frequency of about 0.1Hz~ about 500Hz About 1 pulse to about 100 pulses are used. In a more preferred embodiment, the laser ablation power is in the range of about 1 W / cm 2 to about 100 W / cm 2 , the pulse frequency is about 1 Hz to about 100 Hz, and about 10 pulses to about 50 pulses are used. It is also preferred to use a carrier gas under vacuum to remove debris.

転写効率を強化するため、導電粒子の直径と凹部の直径は特定の許容度を有する。高い転写率を達成するため、凹部の直径は好ましくは約5%〜約10%未満の標準偏差の特定許容度が要求され、このことは米国公報2010/0101700に論理的根拠がある。   In order to enhance the transfer efficiency, the diameter of the conductive particles and the diameter of the recesses have a certain tolerance. In order to achieve high transfer rates, the recess diameter is preferably required a specific tolerance with a standard deviation of about 5% to less than about 10%, which is rationalized in US Publication No. 2010/0101700.

一実施形態においては、非ランダムACF微小凹部配列中の粒子は、単一の平均粒子径数値の周囲に分布する粒子径範囲、通常約2μm〜約6μmを有することができ、また、平均粒子径から約10%未満の標準偏差を有する狭い粒子径分布を含む狭い分布を特徴とする実施形態とすることもできる。狭い分布を特徴とする他の実施形態では、狭い粒子径分布が、平均粒子径から約5%未満の標準偏差を有するとより好ましい。通常、選択された凹部寸法の凹部は、その凹部寸法より僅かに小さい選択された粒子径の粒子に適合するよう形成される。ACF中での粒子集合体の形成を避けるため、好ましくは凹部開口の平均径は粒子径よりわずかに大きいが、粒子径の2倍よりは小さい。より好ましくは、凹部開口の平均径は、粒子径の1.5倍よりは大きく、粒子径の2倍よりは小さい。   In one embodiment, the particles in the non-random ACF microrecess array can have a particle size range distributed around a single average particle size value, typically about 2 μm to about 6 μm, and the average particle size Embodiments featuring a narrow distribution, including a narrow particle size distribution with a standard deviation from less than about 10%. In other embodiments featuring a narrow distribution, it is more preferred that the narrow particle size distribution has a standard deviation of less than about 5% from the average particle size. Typically, a recess of a selected recess size is formed to fit a particle of a selected particle size that is slightly smaller than the recess size. In order to avoid the formation of particle aggregates in the ACF, preferably the average diameter of the recess openings is slightly larger than the particle diameter, but smaller than twice the particle diameter. More preferably, the average diameter of the recess openings is larger than 1.5 times the particle diameter and smaller than twice the particle diameter.

このように、一実施形態では、非ランダムACF微小凹部配列での微小凹部は、凹部サイズが単一の平均凹部径数値の周囲に分布した凹部径範囲とすることができ、通常約2μm〜約6μmであり、また、平均凹部径から約10%未満の標準偏差を有する狭い凹部径分布を含む狭い分布を特徴とする実施形態とすることもできる。狭い分布を特徴とする他の実施形態では、狭い凹部径分布が、平均凹部径から約5%未満の標準偏差を有するとより好ましい。   Thus, in one embodiment, the microrecesses in the non-random ACF microrecess array can have a recess diameter range in which the recess size is distributed around a single average recess diameter value, typically from about 2 μm to about Embodiments may also be characterized by a narrow distribution including a narrow recess diameter distribution that is 6 μm and has a standard deviation of less than about 10% from the average recess diameter. In other embodiments featuring a narrow distribution, it is more preferred that the narrow recess diameter distribution has a standard deviation of less than about 5% from the average recess diameter.

特定の実施形態においては、本願はさらに、電子装置の製造方法を開示する。その方法は、カップリング剤で表面処理または被覆された導電殻または絶縁層および核材料を含む複数の導電粒子を微小凹部の配列に配置し、その後に充填された微小凹部上に接着剤層を塗布または積層するステップを有する。一実施形態においては、表面処理された複数の導電粒子を微小凹部の配列に配置するステップは、一つの微小凹部に各導電粒子を捕獲する流体粒子分布工程を用いるステップを有する。   In certain embodiments, the present application further discloses a method of manufacturing an electronic device. The method places a conductive shell or insulating layer surface-treated or coated with a coupling agent and a plurality of conductive particles including a core material in an array of microrecesses, and then places an adhesive layer on the filled microrecesses. Applying or laminating. In one embodiment, the step of disposing the plurality of surface-treated conductive particles in the array of micro-recesses includes using a fluid particle distribution process that captures each conductive particle in one micro-recess.

上記説明、図面、および実施例にしたがえば、本発明は、接着層中の非ランダム固定配列として予め定義された二段の非ランダム粒子位置に配置された表面処理された複数の導電粒子を含む異方性導電フィルムACFを開示するものであり、非ランダム粒子位置は、接着層に導電粒子を運搬して転写するための微小凹部配列の、複数の予め定義された微小凹部位置に対応する。導電粒子は、接着層に第一の配列、次いで第二の配列と順番に転写され、それらは異なる深さで埋設される。   According to the above description, drawings, and examples, the present invention provides a plurality of surface-treated conductive particles disposed at two-stage non-random particle positions that are predefined as non-random fixed arrays in an adhesive layer. An anisotropic conductive film ACF including a non-random particle position corresponds to a plurality of predefined micro-recess positions of a micro-recess array for transporting and transferring conductive particles to the adhesive layer. . The conductive particles are transferred to the adhesive layer in order of the first array and then the second array, which are embedded at different depths.

上記実施形態に加え、本発明はさらに、本発明のACFと接続された電子的構成要素を有する電子装置を開示する。特定の実施形態においては、電子装置はディスプレイ装置を含む。他の実施形態では、電子装置は半導体チップを含む。他の実施形態では、電子装置はプリント導線を含むプリント回路板を含む。他の好ましい実施形態では、電子装置はプリント導線を含むフレキシブルプリント回路板を含む。   In addition to the embodiments described above, the present invention further discloses an electronic device having an electronic component connected to the ACF of the present invention. In certain embodiments, the electronic device includes a display device. In other embodiments, the electronic device includes a semiconductor chip. In other embodiments, the electronic device includes a printed circuit board that includes printed conductors. In another preferred embodiment, the electronic device includes a flexible printed circuit board that includes printed conductors.

以上、本発明の特定の実施形態を参照することで本発明を詳細に説明したが、特許請求の範囲に定義した本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更や改良が可能なことは明らかである。

Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments of the present invention, it is obvious that many modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention defined in the claims. It is.

Claims (16)

基板と、前記基板の表面上の接着層と、非ランダム配列で配置され前記接着層に埋設された導電粒子の第一段とを備えたACFであって、
前記第一段は、ステッチ線を有する運搬ベルトから前記接着層の前記表面へ導電粒子を転写することで形成されたものであり、
前記ステッチ線に対応する前記第一段の部分には、導電粒子が全く含まれていないかほぼ含まれておらず、
非ランダム配列で配置された導電粒子の第二段もまた前記接着層に埋設されており、かつ、前記ステッチ線に対応する前記第一段の前記部分を被覆していることを特徴とするACF。
An ACF comprising a substrate, an adhesive layer on the surface of the substrate, and a first stage of conductive particles arranged in a non-random arrangement and embedded in the adhesive layer,
The first stage is formed by transferring conductive particles from a transport belt having a stitch line to the surface of the adhesive layer,
The first stage portion corresponding to the stitch line contains no or almost no conductive particles,
An ACF characterized in that a second stage of conductive particles arranged in a non-random arrangement is also embedded in the adhesive layer and covers the portion of the first stage corresponding to the stitch line. .
前記ACFは、前記接着層内に第一の深さで部分的にまたは完全に埋設された粒子の第一非ランダム配列と、前記接着層内に同じ深さまたは第二の深さで部分的にまたは完全に埋設された導電粒子の第二非ランダム配列とを含むことを特徴とする請求項1に記載のACF。   The ACF includes a first non-random array of particles partially or completely embedded at a first depth in the adhesive layer, and partially at the same depth or a second depth in the adhesive layer. The ACF according to claim 1, further comprising a second non-random array of conductive particles embedded in or completely. 前記第一または前記第二配列において、前記粒子の前記直径基準にて、前記部分的に埋設された導電粒子の少なくとも約10%が、前記接着層の前記表面上に露出していることを特徴とする請求項2に記載のACF。   In the first or second arrangement, at least about 10% of the partially embedded conductive particles are exposed on the surface of the adhesive layer based on the diameter of the particles. The ACF according to claim 2. 前記部分的に埋設された粒子の少なくとも約30%が、前記接着層の前記表面上に露出していることを特徴とする請求項3に記載のACF。   4. The ACF of claim 3, wherein at least about 30% of the partially embedded particles are exposed on the surface of the adhesive layer. 導電粒子の前記第一配列は約40〜90%埋設され、導電粒子の前記第二配列は約10〜60%埋設され、前記第一と第二の配列の深さは明確に異なることを特徴とする請求項2に記載のACF。   The first array of conductive particles is embedded about 40 to 90%, the second array of conductive particles is embedded about 10 to 60%, and the depths of the first and second arrays are clearly different. The ACF according to claim 2. 前記第一および第二段の中の前記粒子に加えて、前記接着層は、自身に分散された導電粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載のACF。   The ACF of claim 1, wherein in addition to the particles in the first and second stages, the adhesive layer includes conductive particles dispersed therein. 導電粒子の固定配列の前記第一段を、前記ステッチ線の前記領域を除いたACF中の前記接着層の前記表面に転写し、
導電粒子の固定配列の第二段を、少なくとも前記ステッチ線の前記領域においてACF中の前記接着層の前記表面層に転写することによってACFが得られたことを特徴とする請求項6に記載のACF。
Transferring the first stage of the fixed arrangement of conductive particles to the surface of the adhesive layer in the ACF excluding the region of the stitch line;
The ACF is obtained by transferring the second stage of the fixed arrangement of the conductive particles to the surface layer of the adhesive layer in the ACF at least in the region of the stitch line. ACF.
前記ACFはさらに、導電粒子の前記段を覆う別の不導接着層を備えたことを特徴とする請求項6に記載のACF。   The ACF according to claim 6, further comprising another non-conductive adhesive layer covering the step of the conductive particles. 前記接着層は、直交するXおよびY方向を有し、固定非ランダム配列中の前記粒子は、前記Xおよび/またはY方向に約3〜30μmのピッチを有することを特徴とする請求項1に記載のACF。   The adhesive layer has orthogonal X and Y directions, and the particles in a fixed non-random array have a pitch of about 3-30 μm in the X and / or Y direction. ACF as described. 前記粒子の場所は、前記Xおよび/またはY方向に約4〜12μmのピッチを有する配列に配置されたことを特徴とする請求項9に記載のACF。   The ACF according to claim 9, wherein the particle locations are arranged in an array having a pitch of about 4 to 12 μm in the X and / or Y direction. 前記第一および第二段は、少なくとも一部が重複することを特徴とする請求項3に記載のACF。   The ACF according to claim 3, wherein at least a part of the first and second stages overlap. 前記接着層は、約5〜30μmの厚さであることを特徴とする請求項11に記載のACF。   The ACF according to claim 11, wherein the adhesive layer has a thickness of about 5 to 30 μm. 前記接着層は、約10〜25μmの厚さであることを特徴とする請求項12に記載のACF。   The ACF according to claim 12, wherein the adhesive layer has a thickness of about 10 to 25 μm. 二段より多くの導電粒子が存在することを特徴とする請求項2に記載のACF。   The ACF of claim 2, wherein there are more than two stages of conductive particles. 前記第一および第二段は、異なる深さに存在することを特徴とする請求項2に記載のACF。   The ACF of claim 2, wherein the first and second stages exist at different depths. 前記第一および第二段は、同じ深さに存在することを特徴とする請求項2に記載のACF。



The ACF of claim 2, wherein the first and second stages are at the same depth.



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