TWI302933B - Multilayer anisotropy conductive adhesive and connecting structure using thereof - Google Patents

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1302933 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於將黏合劑層積層數層所構成之多層異方向 性導電性黏合劑，及經由該多層異方向性導電性黏合劑將 電子零組件連接成電氣連接之連接構造體。 【先前技術】 在對基板上的裸晶片組裝用途方面，將基板電極與晶片 電極在電氣連接之狀態加以固定之方法，係使用膜狀黏合 劑’亦即例如異方向性導電膜（ACF)或絕緣性膜飞NCF) ’或使用液狀黏合劑，亦即例如異方向性導電膏（ACP ) 或絕緣性膏（NCP )等之連接材料。 並且’有一種將該等連接材料以夾在基板及晶片的電極 間之狀態下，藉由邊以壓機加壓、邊加熱來使樹脂成份硬 化的所謂「樹脂壓縮法」，由於其能縮短製程、提高生產 性之故而廣泛地受到檢討（參閱例如專利文獻1 )。 〔專利文獻1〕日本國專利特開第2000-3406 13號公報 (第2圖等） 【發明內容】 在對基板上的裸晶片組裝用途方面，則要求必須具有與 打線結合或金-金接合方式同等水準之連接可靠性。 亦即’大多要求「耐PCT性」（壓力老化測試.；121°C 、1〇〇 %相對濕度或110°C、85 %相對濕度）、或「耐TCT 性」（温度循環測試；Temperature Cycle Test ; . 55 °C / 125°C )，及「耐重熔錫焊性」。 1302933 尤其是強烈地要求耐重熔錫焊性必須符合JEDEC (接頭 電子裝置工程委員會;Joint Electron Device Engineering Council )規格所制定之第2級（經由在85 °C、60 %相對濕 度條件下之1 6 8小時吸濕前處理後，經過重熔錫焊爐）以 上之條件。 然而，先前之ACF或NCF，則在該耐重熔錫焊性方面卻 有問題存在。 亦即，在經重熔錫焊（reflow )處理後即在晶片與連接 材料之間會發生剝離，加上剝離會因其後之PCT或TCT的 老化處理而繼續進行，其結果，即造成接觸故障。 並且，特別是在進行裸晶片組裝時，則多半是在晶片側 ，在氮化矽膜上作爲絕緣性膜而形成聚醯亞胺以作爲配線 保護層，惟與僅爲氮化矽膜之情形相比較，卻有經施加重 熔錫焊處理後易於從黏合界面剝離之問題存在。 另外，先前之膜狀黏合劑係最低熔融黏度較高，因此， 爲獲得連接可靠性則必須使用高推力（〇· 8 N/凸塊以上）來 連接’以致有會產生高推力所引起之晶片破損、或需要爲 施加高推力所需之（特別的）設備等之問題存在。 爲解決上述問題，本發明則將提供一種可充分地獲得耐 重熔錫焊性，且可容易連接之多層異方向性導電性黏合劑 及使用其之連接構造體。 本發明之多層異方向性導電性黏合劑，係由積層數層之 至少含有絕緣性樹脂與硬化劑之黏合劑層所構成，並使導 電性粒子至少包含在數層中任一層之黏合劑層，且至少最 1302933 上層或最下層之黏合劑層之DSC (微差掃描熱量）發 峰溫度爲130°C以上、180°C以下者。 在此所謂「DSC發熱尖峰溫度」係意謂經由DSC ( 掃描熱量）測定法，亦即將對於放置在經調節溫度的 中之試料與基準物質的熱量出入之差，與試料溫度一 定之方法所測得發熱反應之尖峰溫度。 若根據上述本發明多層異方向性導電性黏合劑之結 則由於至少在數層中任一層之黏合劑層含有導電性粒 因此，經熱壓接後即可以導電性粒子使黏合劑之上下 電氣連接。加上由於至少最上層或最下層之黏合劑 DSC發熱尖峰溫度爲130°C以上、180°C以下，因此最 或最下層之黏合劑層在經施加重熔錫焊處理後也具有 易剝離之特性，使得在與該黏合劑層相接之一側，在 加重熔錫焊處理後也不容易剝離。 其係由於發熱尖峰溫度比先前發熱尖峰溫度爲小於 °C者爲高，因此在進行熱壓接時的硬化會緩慢地進行 得在重熔錫焊處理中易於追隨經連接的電子零組件之 的緣故。 因此，在先前經重熔錫焊處理後容易剝離的電子零 之一側使該不容易剝離之黏合劑層相對而黏合時，當 得良好的耐重熔錫焊性。 在上述本發明之多層異方向性導電性黏合劑中，也 構成爲包括DSC發熱尖峰溫度爲130°C以上、180°C以 第一黏合劑層，與DSC發熱尖峰溫度比上述第一黏合 熱尖 微差 電爐 起測 構， 子， 成爲 層係 上層 不容 經施 130 ，使 膨脹 組件 可獲 可以 下之 劑層 l3〇2933 低1 o°c以上之第二黏合劑層的結構。 藉此，在經重熔錫焊處理後容易剝離的電子零組件之一 側使該不容易剝離之黏合劑層相對以獲得良好重熔錫焊性 ’同時在相反側之黏合劑層或中央之黏合劑層配置第二黏 合劑層，且在第二黏合劑層使用比較價廉的一般使用之材 料時，則也可期望降低全體成本。 在上述本發明之多層異方向性導電性黏合劑中，也可進 〜步構成第一黏合劑層與第二黏合劑層之厚度皆爲10微米 以上，且第一黏合劑層之厚度與第二黏合劑層之厚度比率 爲0.2以上、7以下之結構。 如上所述，如果第一黏合劑層及第二黏合劑層皆具有某 一程度之厚度，且厚度比率不致於極端地太大或太小時， 即可獲得良好特性。 在上述本發明之多層異方向性導電性黏合劑中，也可進 一步構成爲第一黏合劑層包含熱固性樹脂、熱塑性樹脂、 球狀無機塡料及硬化劑，且以相對於熱固性樹脂與熱塑性 樹脂之總量100重量份爲基準，該無機塡料係含有70重量 份以上、1 70重量份以下之結構。 熱固性樹脂、熱塑性樹脂、球狀無機塡料及硬化劑，可 使用傳統習知之各種材料。 無機塡料之量以對熱固性樹脂與熱塑性樹脂之總計量 100重量份爲基準，較佳爲設定在70重量份以上、170重 量份以下。無機塡料若太少時，則抑制經重熔錫焊處理後 的剝離之效果將下降。無機塡料若太多時，則連接電阻將 -9- 1302933 變大。 並且，熱固性樹脂、熱塑性樹脂、球狀無機塡料及硬化 劑之量，則予以選定爲在第一黏合劑層能獲得DSC發熱尖 峰溫度爲130°C以上、180°C以下之特性。 另外，再進一步第一黏合劑層之硬化劑，以對該熱固性 樹脂與熱塑性樹脂之總計量100重量份爲基準，較佳爲設 定在含有5重量份以上、15重量份以下之2 -苯基-4，5 -二羥基甲基咪唑、2 -苯基-4 -甲基-5 -羥甲基咪唑、或2, 4 -二胺基-6 -〔2，甲基咪唑- (1，）〕-乙基-螺-三氮阱異 氰酸加成物中任一者之結構。 若使用如此之硬化劑材料，即可更加提高耐重熔錫焊性 〇 另外，例如也可將包含在第一黏合劑層之熱固性樹脂爲 環氧樹脂，熱塑性樹脂則爲苯氧基樹脂。 而且’例如第二黏合劑層之硬化劑也可設定爲含有2 -苯 基咪唑或潛在性咪唑硬化劑之結構。 本發明之連接構造體係經由上述本發明之多層異方向性 導電性黏合劑，將在平面具有電極與絕緣膜之第1電子零 組件與第2電子零組件連接成電氣連接者。 若根據本發明之連接構造體，由於經由上述本發明之多 層異方向性導電性黏合劑，將在平面具有電極與絕緣膜之 第1電子零組件與第2電子零組件連接成電氣連接，因此 至少最上層或最下層之黏合劑層之DSC發熱尖峰溫度爲 1 30 °C以上、180 °C以下，且具有經重熔錫焊處理後也不容 -10- 1302933 易剝離之特性，因此，若在先前經重熔錫焊處理後容易剝 離的電子零組件之一側將該不容易剝離之黏合劑層配置成 使其相對時，則可獲得良好之耐重熔錫焊性。 在上述本發明之連接構造體中，也可進一步構成爲在表 面具有電極與絕緣膜之第1電子零組件爲半導體晶片，在 表面具有電極之第2電子零組件爲電路基板之結構。 在上述本發明之連接構造體中，也可進一步構成爲絕緣 膜爲氮化矽膜，且在表面具有電極與絕緣膜之第1電子零 組件，與多層異方向性導電性黏合劑之DSC發熱尖峰溫度 爲130°C以上、180°C以下之黏合劑層係配置成相對之結構 〇 第1電子零組件表面之絕緣膜若爲氮化矽膜時，則採取 將多層異方向性導電性黏合劑之DSC發熱尖峰溫度爲130 °C以上、1 80°C以下之黏合劑層配置成與第1電子零組件相 對之方式，則可獲得更良好之耐重熔錫焊性。 在上述本發明之連接構造體中，也可進一步構成爲絕緣 膜爲聚醯亞胺膜，在表面具有電極之第2電子零組件，與 多層異方向性導電性黏合劑之DSC發熱尖峰溫度爲13(TC 以上、1 80°C以下之黏合劑層係配置成相對。 第1電子零組件表面之絕緣膜若爲聚醯亞胺膜時，則採 取將多層異方向性導電性黏合劑之DSC發熱尖峰溫度爲 13 0°C以上、180 °C以下之黏合劑層配置成與第2電子零組 件相對之方式，則可獲得更良好之耐重熔錫焊性。 若根據如上所述之本發明，則由於多層異方向性導電性 -11 - 1302933 黏合劑具有DSC發熱尖峰溫度爲13CTC以上、180 °C以下之 黏合劑層，因此可實現以先前之連接材料即不可能實現之 具有優越的耐重熔錫焊性之連接材料（黏合劑）及連接構 造體。 【實施方式】 〔實施發明之最佳形態〕 將本發明多層異方向性導電性黏合劑之一實施形態示意 結構圖（剖面圖）展示於第1圖。 該多層異方向性導電性黏合劑1 1，係在第一黏合劑層1 上積層第二黏合劑層2所構成。 在第一黏合劑層1或第二黏合劑層2中至少一者係含有 導電性粒子所構成。藉此，將多層異方向性導電性黏合劑 11予以熱壓接後，即可使其上下接通（電氣連接）。 另外，該多層異方向性導電性黏合劑1 1，在使用之前係 在一邊或兩邊之主面（上面•下面）被貼上未圖示之剝離 膜而加以保持。 想要製造該結構之多層異方向性導電性黏合劑1 1時，則 例如調製使黏合劑層之材料溶解於溶劑中的塗佈液，並將 塗佈液塗佈於未圖示之剝離膜上以形成黏合劑層，藉此， 分別形成各黏合劑層之膜狀黏合劑。然後將2層之膜狀黏 合劑，以使其與剝離膜相反側會相對之方式而貼合在一起 即可。 另外，因塗佈液之黏性或溶劑之揮發性等特性而可採取 再塗佈時，則也可在同一剝離膜上依序塗上2層之塗佈液 1302933 來製造多層異方向性導電性黏合劑1 1。 在本實施形態，則特別地採取下層的第一黏合劑層1係 其DSC發熱尖峰溫度爲130 °c〜180 °c之範圍內，上層之第 二黏合劑層2之DSC發熱尖峰溫度爲比第一黏合劑層1之 DSC發熱尖峰溫度低10°C以上之低溫度（例如低於13(TC )之結構。 藉此，特別在第一黏合劑層1，即具有在經重熔錫焊處 理後不容易剝離之作用效果。 因此，能構成比先前提高耐重熔錫焊特性，且具有良好 耐重熔錫焊特性之黏合劑。 並且，在上下將2個電子零組件經由該多層異方向性導 電性黏合劑11來連接以製造連接構造體時，特別是若在經 重熔錫焊處理後容易剝離的一側配置第一黏合劑層1時， 則當可更有效率地提高耐重熔錫焊特性。 另外，將本發明多層異方向性導電性黏合劑之一實施形 態示意結構圖（剖面圖）展示於第2圖。 該多層異方向性導電性黏合劑1 2，係對第1圖之多層異 方向性導電性黏合劑1 1，使其第一黏合劑層1與第二黏合 劑層2之上下調換之結構。 此種情形下，也採取上層的第一黏合劑層1係其DS C發 熱尖峰溫度爲130°C〜180°C之範圍內，下層之第二黏合劑 層2之DSC發熱尖峰溫度爲比第一黏合劑層1之DSC發熱 尖峰溫度低1(TC以上之低溫度（例如低於130°C)之結構 -13- 1302933 藉此，則與第1圖之多層異方向性導電性黏合劑1 1同樣 地’特別在第一黏合劑層1，即具有在經重熔錫焊處理後 不容易剝離之作用效果，因此就能構成具有良好耐重熔錫 焊特性之黏合劑。 並且，按照供連接在多層異方向性導電性黏合劑之上下 的各自電子零組件（電路基板或晶片、其他零組件）之結 構，從第1圖之多層異方向性導電性黏合劑1 1及第2圖之 多層異方向性導電性黏合劑1 2，選擇較適合的一者即可。 例如，對上述基板的裸晶片組裝，通常則使基板配置於 下側，使晶片配置於上側來施加熱壓接，因此按照基板與 晶片各自表面之電極或絕緣膜之結構來選擇多層異方向性 導電性黏合劑即可。 例如，晶片表面之絕緣膜若爲氮化矽膜時，由於採取第 一黏合劑層1爲晶片側之方式，其耐重熔錫焊性才會變得 良好，因此選擇將成爲晶片側的上層爲第一黏合劑層1的 第2圖之多層異方向性導電性黏合劑1 2即可。 另外，例如晶片表面之絕緣膜若爲聚醯亞胺膜時（也包 括在氮化矽膜表面形成聚醯亞胺膜之情形），由於採取第 一黏合劑層1爲基板側之方式，其耐重熔錫焊性才會變得 良好，因此選擇將成爲基板側的下層爲第一黏合劑層1的 第1圖之多層異方向性導電性黏合劑1 1即可。 另一方面，在第1圖及第2圖之實施形態，雖然採取在 第一黏合劑層1與第二黏合劑層2的DSC發熱尖峰溫度具 有某一程度的差之結構，但是，在本發明也包括2層黏合 -14- 1302933 劑層皆具有DSC發熱尖峰溫度爲130°C〜180°C之範圍內的 結構，或2層黏合劑層之發熱尖峰溫度之差爲小的結構。 另外，在本發明也可予以積層3層以上之黏合劑層來構 成多層異方向性導電性黏合劑。 其時，則至少將最上層或最下層之黏合劑層，即至少將 一方的黏合面之黏合劑層，使用DSC發熱尖峰溫度爲在於 13 0°C〜180°C範圍內之黏合劑層來構成。 其次，作爲本發明異方向性導電性黏合劑之另一其他實 施形態而積層3層的黏合劑層時之剖面圖展示於第3圖。 該異方向性導電性黏合劑20係由積層3層的黏合劑層 21、22、23所構成。 3層的黏合劑層21、22、23中至少在任一者之黏合劑層 含有導電性粒子。 並且，至少最上層之黏合劑層21或最下層之黏合劑層 23之DSC發熱尖峰溫度爲130 °C〜180 °C之範圍內的黏合劑 層。另外，3層的黏合劑層21、22、23皆具有DSC發熱尖 峰溫度爲130°C〜180°C之範圍內的黏合劑層也不妨。 藉此，即可以最上層之黏合劑層2 1或最下層之黏合劑層 23之黏合面來抑制經施加重熔錫焊處理後之剝離，提高耐 重熔錫焊特性。 〔實施例〕 茲將本發明之實施例與比較例一起詳加說明如下。 絕緣性樹脂使用苯氧基樹脂及環氧樹脂、硬化劑使用咪 唑系硬化劑、塡料使用球狀二氧化矽、導電性粒子使用鍍 1302933 金樹脂粒子’並將該等各材料分別按照表1所示之重量份 來使用，並在甲苯與醋酸乙酯的混合溶劑均勻混合，以製 得膜1〜膜6之6種膜狀黏合劑用之塗佈液。 惟在表1所示各材料之詳細資料如下。 YP50 (BPA型苯氧基樹脂、東都化成公司製） HP4032D (萘型環氧樹脂，大日本油墨化學工業公 司製）； EP807 (ΒΡΕ型環氧樹脂，曰本環氧樹脂公司製 ); 2PHZ J 9 (2 -苯基-4, 5 -二羥基甲基咪唑；咪唑系 硬化劑，四國化成公司製）； 2P4MHZ (2 -苯基-4 ·甲基-5 -羥基甲基咪唑；咪 口坐系硬化劑，四國化成公司製）； 2MAOK (2，4-二胺基-6 -〔2’甲基咪唑基- (1)， 〕乙基·螺-三氮阱加成物；咪唑系硬化劑 ，四國化成公司製）； 2PZ (2 -苯基咪唑；咪唑系硬化劑，四國化成 公司製）； HX3941HP (主膠料型潛在性硬化劑，環氧/咪唑系硬 化劑 = 2/1，旭化成環氧公司製）； 球狀二氧化矽（平均粒徑0爲〇 · 5微米，龍森公司製） 9 鍍金樹脂粒子（平均粒徑0爲5微米）。 -16- 1302933 再者，將膜1〜膜6之各塗佈液塗上於剝離膜，並經脫 除溶劑後，採取膜的黏合劑層之試料，然後測定DSC (微 差掃描熱量）之發熱尖峰溫度，該DSC發熱尖峰溫度之測 定結果也一倂展示於表1。 表 1 膜1 膜2 膜3 膜4 膜5 膜6 YP50 40 40 40 40 20 40 HP4032D 50 EP807 50 50 50 40 50 2PHZ 10 2P4MHZ 10 5 2MAOK 10 HX3941HP 15 30 2PZ 10 球狀二氧化矽（0.5微米0) 100 100 100 100 100 100 鍍金樹脂粒子（5微米0) 20 20 20 20 20 20 DSC尖峰溫度（°C) 171 151 145 130 121 126 如表1所示，膜1〜膜4係DSC發熱尖峰溫度爲130°C 〜180°C之範圍內，膜5〜膜6係DSC發熱尖峰溫度低於 13 0〇C 。 (實施例1 ) 將40微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値溫 度爲151°C之膜2，及作爲第二黏合劑層的DSC發熱峰値 溫度爲1 2 1°C之膜5，予以積層以形成2層結構之多層異方 向性導電性黏合劑。 具體而言，經將黏合劑層之塗佈液塗佈於剝離膜上，以 製得各黏合劑層之膜（膜2及膜5 )後，以與剝離膜相反 -17- 1302933 側之面互相貼合該等2個膜，以作爲約50微米厚度之多層 異方向性導電性黏合劑。 作爲基板及晶片則準備如下述之結構。 所使用之基板：FR-5玻璃·環氧基板（〇·6毫米玻璃· 環氧層/35微米Cu圖案/表面爲鎳/鍍金；節距爲150微米 ) 所使用之晶片：其係在其上形成大小爲6.3毫米□、厚 度爲0.4毫米、經形成Αιι柱形凸塊（頂徑0爲50微米、 厚度爲30微米）與膜厚爲5微米之由氮化矽膜所構成之配 線保護層。 並且，予以配置成使第一黏合劑層（膜2 )位於晶片側 ，使第二黏合劑層（膜5 )位於基板側，然後以200 °C、20 秒鐘、推力爲0.6 N/凸塊之條件下壓接，使晶片與基板成 電氣連接，以製得實施例1之連接構造體。 (實施例2〜實施例5) 除將第一黏合劑層（膜2)及第二黏合劑層（膜5 )之厚 度分別變更爲如表2所示以外，其餘則與實施例1同樣地 製得實施例2〜實施例5之連接構造體。 (實施例6) 除將15微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値 溫度爲171 °C之膜1，及35微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1同樣地製得實施例6之連接 構造體。 1302933 (實施例7 ) 除將1 5微米厚度之作爲第一黏合劑層的〇 S C發熱峰値 溫度爲130°C之膜4,及35微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1同樣地製得實施例7之連接 構造體。 (實施例8 ) 除將15微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値 溫度爲145 °C之膜3，及35微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1同樣地製得實施例8之連接 構造體。 (比較例1 ) 除將15微米厚度之DSC發熱峰値溫度爲118 °C之膜6, 及35微米厚度之DSC發熱尖峰溫度爲121 °C之膜5予以積 層，以形成2層結構之多層異方向性導電性黏合劑，並予 以配置成使膜6位於晶片側，使膜5位於基板側以外，其 餘則與實施例1同樣地製得比較例1之連接構造體。 (實施例9及實施例1 〇 ) 除將第一黏合劑層（膜2)及第二黏合劑層（膜5)之厚 度分別變更爲如表2所示以外，其餘則與實施例1同樣地 製得實施例9及實施例10之連接構造體。 (比較例2) 在剝離膜將DSC發熱峰値溫度爲12 1°C之膜5塗佈50微 1302933 米厚度以形成膜狀黏合劑，然後使用此黏合劑並以與實施 例1相同條件來壓接基板與晶片，以製得比較例2之連接 構造體。 (比較例3) 在剝離膜將DSC發熱峰値溫度爲15 1°C之膜2塗佈50微 米厚度以形成膜狀黏合劑，然後使用此黏合劑並以與實施 例1相同條件來壓接基板與晶片，以製得比較例3之連接 構造體。 ’ (評估試驗） 對該等實施例1〜實施例1 〇及比較例1〜比較例3之 各連接構造體實施以下之評估試驗。 重熔錫焊後之外觀試驗：將各連接構造體試料以85°C、 8 5 %相對濕度條件下作24小時之吸濕前處理後，使其通過 重熔錫焊爐（最高溫度爲25 0 °C ) 3次，然後以SAT (超聲 波探傷裝置）觀察晶片與黏合材料間有無剝離。將在一半 以上的連接面積看得到剝離者評估爲X標記，將局部性地 看得到者評估爲△標記，將幾乎無剝離者評估爲〇標記， 完全無剝離者則評估爲◎標記。 連接可靠性試驗：將各連接構造體試料以85°C、85 %相 對濕度條件下作24小時之吸濕前處理後，使其通過重熔錫 焊爐3次，然後以PCT ( 1 l〇°C、85 %相對濕度）作200小 時之老化測試以測定傳導電阻。另外，經以85 °C、85 %相 對濕度下作24小時之吸濕前處理後’使其通過重熔錫焊爐 3次，然後以TCT (在-55 °C /125 °C各作15分鐘）作500 -20- 1302933 循環之老化測試以測定傳導電阻。無論任何情形，將發生 斷開（open )者評估爲X標記，將雖然並未發生斷開但是 電阻升高者評估爲△標記，將幾乎無電阻升高者則評估爲 〇標記。 將各實施例及比較例的黏合劑結與評估試驗結果展示於 表2。另外，在以2層膜構成黏合劑之例子，則將DSC發 熱尖峰之溫度差（晶片側膜-基板側膜），與膜厚度之 比率（晶片側膜/基板側膜）也一倂展示於表2。 -21 - 1302933 比較例 3 50微米 1 1 〇 X X 比較例 2 50微米 1 1 X〇〇 實施例 10 晶片側 5微米 基板側 5微米 〇 二 ^ d <〇〇 實施例 9 晶片側 45微米 基板側 35微米 〇< < 比較例 1 基板側 35微米 晶片 15微米 CO 1〇 寸· 〇 XXX 實施例 8 < ^ 基板側 35微米 ^ d ◎〇〇 實施例 7 mg ；Q 基板側 35微米 二 ^ — d 〇〇〇 實施例 6 g米 北藜 mg 基板側 35微米 -2 ◎〇〇 實施例 5 Ϊ義 < 2 基板側 40微米 ^ S ◎〇〇 實施例 4 此藜 < ^ 基板側 35微米 ^ 2 ◎〇〇 實施例 3 $義 < ^ 基板側 25微米 沄 — ◎〇〇 實施例 2 晶片側 35微米 基板側 15微米 〇 m cn ◎〇〇 實施例 1 晶片側 40微米 基板側 10微米 ◎〇〇 DSC尖峰溫度（°C) r-H ϊ Τ·Η CNl m jn cn m 寸 m i〇 m 00 T—1 1—1 VO m Q P 忉W Q mm g π w ^ 搬si餅搜 1 Sitting 搬餾® ^ 騷 Η Η U U *N pH H 鹚 mil 脚 mm — ττ_

1302933 由表2即可知，在2層膜之DSC發熱尖峰溫度差爲1〇。〇 以上之情形（實施例1〜實施例1 〇 )下，經施加吸濕前處 理及重熔錫焊處理後之外觀與連接可靠性爲任一者皆爲良 好。 在晶片側之黏合劑層之DSC發熱尖峰溫度爲130°C〜180 °C之範圍內，且其硬化劑使用羥甲基化咪唑之情形時，即 可獲得特別良好的結果。 對於2層膜的厚度，則在各自爲1 〇微米以上，且比率爲 在於0.2〜6之範圍內時，即可獲得特別良好的結果。 由表2即可知，在2層膜之DSC發熱尖峰溫度差爲低於 l〇°C，且尖峰溫度皆爲低於13CTC的比較例1，則經施加吸 濕前處理及重熔錫焊處理後之剝離發生多，其可靠性不佳 〇 由表2即得知，在如同比較例1及比較例3般爲單層之 情形下，則不能獲得如同積層2層膜的情形般之良好特性 〇 在僅使用DSC發熱峰値溫度爲121 °C的膜5之比較例2 ，則經施加重熔錫焊處理後之剝離發生多。 另一方面，在僅使用DSC發熱峰値溫度爲15 1°C的膜2 之比較例3，則會發生斷開而造成接通故障。 先前之單層式膜狀連接材料，由於其DSC發熱峰値溫度 爲低於130°C，因此其結果將與比較例1或比較例2相同 〇 另外，表2中雖然並未顯示，但是若以DSC發熱峰値溫 -23- 1302933 度爲高於1 80 °C之硬化劑作爲材料而使用於黏合劑層時， 則由於以實際通用的硬化條件下仍不能使其硬化，以致難 於供實際應用。 因此得知，使用DSC發熱峰値溫度爲在於130°C〜180°C 之範圍內的第一黏合劑層，將此第一黏合劑層與其他之黏 合劑層予以積層以構成2層結構之黏合劑，並使第一黏合 劑層位於晶片側之方式予以配置而壓接，藉此即可使經重 熔錫焊處理後之外觀或連接可靠性變得良好，亦即，可使 耐重熔錫焊性變得良好。 上述實施例1〜實施例10，係在晶片側配置DSC發熱 尖峰値溫度爲130°C〜180°C之範圍內的第一黏合劑層之情 形，惟對於在基板側配置DSC發熱尖峰値溫度爲130°C〜 1 8(TC之範圍內的第一黏合劑層之情形也調查其耐重熔錫焊 性如下。 (實施例1 1 ) 將40微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値溫 度爲151°C之膜2,及10微米厚度之作爲第二黏合劑層的 DSC發熱峰値溫度爲121°C之膜5，予以積層以形成2層結 構之多層異方向性導電性黏合劑。 具體而言，經將黏合劑層之塗佈液塗佈於剝離膜上，以 製得各黏合劑層之膜（膜2及膜5 )後，以與剝離膜相反 側之面互相貼合該等2個膜，以作爲約50微米厚度之多層 異方向性導電性黏合劑。 作爲基板及晶片則準備如下述之結構。 -24- 1302933 所使用之基板：FR-5玻璃·環氧基板（0.6毫米玻璃· 環氧層/35微米Cu圖案/表面爲鎳/鍍金；節距爲150微米 ) 所使用之晶片：其係在其上形成大小爲6.3毫米□、厚 度爲0.4毫米、經形成Au柱形凸塊（頂徑0爲50微米、 厚度爲30微米）與膜厚爲5微米之由感光性聚醯亞胺絕緣 膜所構成之配線保護層。 並且，剝離除去剝離膜，同時予以配置成使第一黏合劑 層（膜2 )位於基板側，使第二黏合劑層（膜5 )位於晶片 側，然後以200°C、20秒鐘、推力爲0.6 N/凸塊之條件下 壓接，使晶片與基板成電氣連接，以製得實施例1 1之連接 構造體。 (實施例12〜實施例15 ) 除將第一黏合劑層（膜2)及第二黏合劑層（膜5)之厚 度分別變更爲如表3所示以外，其餘則與實施例1 1同樣地 製得實施例1 2〜實施例1 5之連接構造體。 (實施例1 6 ) 除將35微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値 溫度爲171°C之膜1，及15微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1 1同樣地製得實施例1 6之連 接構造體。 (實施例1 7 ) 除將35微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値 -25 - 1302933 溫度爲13 0 °c之膜4，及15微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1 1同樣地製得實施例1 7之連 接構造體。 (實施例1 8 ) 除將35微米厚度之作爲第一黏合劑層的DSC發熱峰値 溫度爲145°C之膜3，及15微米厚度之作爲第二黏合劑層 的膜5予以積層以形成2層結構之多層異方向性導電性黏 合劑以外，其餘則與實施例1 1同樣地製得實施例1 8之連 接構造體。 -(比較例4) 除將35微米厚度之DSC發熱峰値溫度爲11 8°C之膜6， 及15微米厚度之DSC發熱尖峰溫度爲121t之膜5予以積 層，以形成2層結構之多層異方向性導電性黏合劑，並予 以配置成使膜6位於基板側，使膜5位於晶片側以外，其 餘則與實施例1 1同樣地製得比較例4之連接構造體。 (實施例19 ·實施例20) 除將第一黏合劑層（膜2)及第二黏合劑層（膜5)之厚 度分別變更爲如表3所示以外，其餘則與實施例1 1同樣地 製得實施例1 9〜實施例20之連接構造體。 (比較例5) 在剝離膜將DSC發熱峰値溫度爲12 1°C之膜5塗佈50微 米厚度以形成膜狀黏合劑，然後使用此黏合劑並以與實施 例1 1相同條件來壓接基板與晶片，以製得比較例5之連接 -26- 1302933 構造體。 (比較例6) 在剝離膜將DSC發熱峰値溫度爲1 5 1°C之膜2塗佈50微 米厚度以形成膜狀黏合劑，然後使用此黏合劑並以與實施 例1 1相同條件來壓接基板與晶片，以製得比較例6之連接 構造體。 (評估試驗） 對該等實施例1 1〜實施例20及比較例4〜比較例6之 各連接構造體實施以下之評估試驗。 重熔錫焊後之外觀試驗：將各連接構造體試料以85°C、 8 5 %相對濕度條件下作24小時之吸濕前處理後，使其通過 重熔錫焊爐（最高溫度爲250°C ) 3次，然後以SAT (超聲 波探傷裝置）觀察晶片與黏合材料間有無剝離。將在一半 以上的連接面積看得到剝離者評估爲X標記，將局部性地 看得到者評估爲△標記，將幾乎無剝離者評估爲〇標記， 完全無剝離者則評估爲◎標記。 連接可靠性試驗：將各連接構造體試料以85 °C、85 %相 對濕度條件下作24小時之吸濕前處理後，使其通過重熔錫 焊爐3次，然後以PCT ( 1 10°C、85 %相對濕度）作200小 時之老化測試以測定傳導電阻。另外，經以85 °C、85 %相 對濕度下作24小時之吸濕前處理後，使其通過重熔錫焊爐 3次，然後以TCT (在 -55°C / 125°C各作15分鐘）作500 循環之老化測試以測定傳導電阻。無論在任何情形，將發 生斷開（open)者評估爲X標記，將雖然並未發生斷開但 -27- 1302933 是電阻升高者評估爲△標記，將幾乎無電阻升高者則評估 爲〇標記。 將各實施例及比較例的黏合劑結與評估試驗結果展示於 表3。另外，在以2層膜構成黏合劑之例子，則將d S C發 熱尖峰之溫度差（基板側膜-晶片側膜），與膜厚度之 比率（晶片側膜/基板側膜）也一倂展示於表3。

-28- 1302933 比較例 6 50微米 1 1 X < < 比較例 5 50微米 1 1 〇 X X 實施例 20 基板側 5微米 晶片側 45微米 〇<] < U 基板側 45微米 晶片側 5微米 o 二 ^ d <]〇〇 比較例 4 北窭 mg ^ 基板 15微米 cn 寸· o XXX 實施例 18 基板側 35微米 K ^ ^ d ◎〇〇 實施例 17 基板側 35微米 mg cn =2 〇〇〇 基板側 35微米 北藜 < ^ -2 ◎〇〇 實施例 15 基板側 10微米 晶片側 40微米 〇〇〇 * 基板側 15微米 晶片側 35微米 〇 cn cn <n 〇〇〇 實施例 13 基板側 25微米 晶片側 25微米 沄 一 ◎〇〇 U 基板側 35微米 晶片側 15微米 _ m -2 ◎〇〇 實施例 11 基板側 40微米 mg 〇 〇 幻 ^ d ◎〇〇 DSC尖峰溫度（°C) 〇 m Τ—Η <Ν m cn m r-H 寸 m τ-Η (N 1-H m 00 τ»Η \〇 m 忉w Q i 1 ^ s： III併蝴 鄯翁汩屋 涵钟:鹋北 1 ^ 1ft inS 濉鏹 騎 Η Η υ υ 鹚 mil 卿 at lift 驟归 mm 細1涵 1302933 由表3即可知，在2層膜之DSC發熱尖峰溫度差爲10°C 以上之情形（實施例11〜實施例20)下，經施加吸濕前 處理及重熔錫焊處理後之外觀與連接可靠性是任一者皆爲 良好。 在基板側之黏合劑層之DSC發熱尖峰溫度爲130°C ~ 180 °C之範圍內，且其硬化劑使用羥甲基化咪唑之情形時，即 可獲得特別良好的結果。 關於2層膜的厚度，則在各自爲10微米以上，且比率爲 在於〇· 1〜9之範圍內時特別佳，在0.2〜1之範圍內時即 可獲得極佳的結果。 由表3即可知，在2層膜之DSC發熱尖峰溫度差爲低於 l〇°C，且尖峰溫度皆爲低於130°C的比較例i之情形下， 經施加吸濕前處理及重熔錫焊處理後之剝離發生多，其可 靠性不佳。 由表3即得知，在如同比較例5及比較例6般爲單層之 情形下，則不能獲得如同積層2層膜的情形般之良好特性 〇 在僅使用DSC發熱峰値溫度爲12 1°C的膜5之比較例5 ，則經施加重熔錫焊處理後之剝離發生多。 另一方面，在僅使用DSC發熱峰値溫度爲15 1°C的膜2 之比較例6，則會發生斷開而造成接通故障。 另外，表3中雖然並未顯示，但是若以DSC發熱峰値溫 度爲高於1 80°C之硬化劑作爲材料而使用於黏合劑層時， 則由於以實際通用的硬化條件下仍不能使其硬化，以致難 -30- 1302933 於供實際應用。 因此得知，使用DSC發熱峰値溫度爲在於130°C〜180°C 之範圍內的第一黏合劑層，將其第一黏合劑層與其他之黏 合劑層予以積層以構成2層結構之黏合劑，並使第一黏合 劑層位於基板側之方式予以配置而壓接，藉此即可使經重 f 熔錫焊處理後之外觀或連接可靠性變得良好，亦即，可使 · 耐重熔錫焊性變得良好。 另外，關於在與基板或晶片接觸的一側之黏合劑層是否

含有導電性粒子，則其係並非對耐重熔錫焊性有大的影響 H 〇 本發明並非爲局限於上述實施形態者，在未脫離本發明 之精神範圍內當可採取其他各種結構。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明之多層異方向性導電性黏合劑一實施形 態示意剖面圖。 第2圖爲本發明之多層異方向性導電性黏合劑之其地實 施形態示意剖面圖。 β 第3圖爲本發明之多層異方向性導電性黏合劑之另一其 地實施形態示意剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 第一黏合劑層 2 第二黏合劑層 1 1、1 2、20 多層異方向性導電性黏合劑 21、22、23 黏合劑層 -31 -

Claims (1)

1302933 第 93127372 號 構造體」專利案 月⑽修㊣正替換頁| # ®異方向性導電性黏合劑及使用其之連接 (2008年5月12日修正） 十、申請專利範圍： 1 ·種多層異方向性導電性黏合劑，係由積層數層之至少 包括絕緣性樹脂與硬化劑之黏合劑層所成，並使導電性 粒子至少包含在數層中任一層之黏合劑層，且 構成最上層之第一黏合劑層，爲與半導體晶片相對接續 地積層’其D S C發熱峰値溫度爲1 3 〇它以上、丨8 〇艺以下 構成最下層之第二黏合劑層，爲與電路基板相對接續地 積層，其DSC發熱峰値溫度爲uo°c以上、i4〇°c以下； 最下層之黏合劑層較最上層之黏合劑層之DSC發熱峰値 溫度更低10°C以上； 第一黏合劑層含有熱固性樹脂、熱塑性樹脂、球狀無機 塡料及硬化劑，且以相對於熱固性樹脂與熱塑性樹脂之 總量100重量份爲基準，無機塡料係含有70重量份以上 、1 70重量份以下；而以相對於熱固性樹脂與熱塑性樹脂 之總量100重量份爲基準，硬化劑係含有5重量份以上 、1 5重量份以下。 2.如申請專利範圍第1項之多層異方向性導電性黏合劑， 其中該第一黏合劑層與該第二黏合劑層之黏合劑層厚度 皆爲10微米以上，且該第一黏合劑層之厚度與該第二黏 合劑層之厚度比率爲〇.2以上、7以下。 1302933 爷年）月f乙曰 修(更).i藝丨轉 3.如申請專利範圍第1項之多層異方向性導電性黏合劑， 其中該第一黏合劑層係含有作爲硬化劑之2-苯基_4，5-二 羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、或2, 4-二胺基-6-〔2’甲基咪唑基-(1，）〕-乙基-螺-三氮哄異三 聚氰酸加成物中任一者。 4. 如申請專利範圍第1項之多層異方向性導電性黏合劑， 其中包含在該第一黏合劑層之熱固性樹脂爲環氧樹脂， 熱塑性樹脂爲苯氧基樹脂。 5. 如申請專利範圍第1項之多層異方向性導電性黏合劑， 其中該第二黏合劑層係含有作爲硬化劑之2 -苯基咪唑或 潛在性咪唑硬化劑。 6 · —種.連接構造體，係經由如申請專利範圍第1至5項中 任一項之多層異方向性導電性黏合劑將在表面具有電極 與絕緣膜之第1電子零組件與表面上具有電極之第2電 子零組件連接成電氣連接者。 7 ·如申請專利範圍第6項之連接構造體，其中在該表面具 有電極與絕緣膜之第1電子零組件爲半導體晶片，在該 表面具有電極之第2電子零組件爲電路基板。 8.如申請專利範圍第6項之連接構造體，其中該絕緣膜爲 氮化矽膜，且在該表面具有電極與絕緣膜之第1電子零 組件，與該多層異方向性導電性黏合劑之DSC發熱尖峰 溫度爲130°C以上、180°C以下之黏合劑層係配置成相對 9.如申請專利範圍第6項之連接構造體，其中該絕緣膜爲 1302933 日修(更)正替換頁 聚醯亞胺膜，在該表面具有電極之第2電子零組件，與 多層異方向性導電性黏合劑之D S C發熱尖峰溫度爲1 3 (TC 以上、18CTC以下之黏合劑層係配置成相對。