各向异性导电膜和半导体装置制造方法及图纸

本公开提供能够在低温下被迅速固化并且呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。所述各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜。所述各向异性导电粘合剂层包括(a)聚氨酯树脂；(b)选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中的至少一种树脂；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒。

【技术实现步骤摘要】
各向异性导电膜和半导体装置
本专利技术涉及能够在低温下被迅速固化并且呈现优异的压痕状态(indentationstate)的各向异性导电膜，以及使用所述各向异性导电膜连接的半导体装置。
技术介绍
通常，各向异性导电膜(ACF)是指膜形粘合剂，其中诸如金属颗粒(包括镍或金颗粒)或金属涂覆的聚合物颗粒的导电颗粒分散在诸如环氧树脂的树脂中的。由具有电各向异性和粘合性的聚合物层形成的各向异性导电膜沿膜的厚度方向呈现导电性能并且沿其表面方向呈现绝缘性能。当各向异性导电膜被置于将要被连接的电路板之间并且在特定条件下经受加热和压制时，电路板的电路端子通过导电颗粒电连接，并且绝缘粘合剂树脂填充相邻电路端子之间的空间以使导电颗粒彼此绝缘，从而提供电路端子之间的高绝缘性能。为了确保对基板的充分的粘附性和连接可靠性，在将膜用于连接半导体装置之前，使各向异性导电膜在高温下经受长时间压制。然而，最近，为了通过在连接半导体装置时减少对基板的冲击来防止对半导体装置的损害同时改善生产率，存在对降低用于连接的温度和时间的增加的需求。另一方面，作为用于确定各向异性导电膜在使用各向异性导电膜连接半导体装置时是否充分粘附于基板的方法，最近已经提出了对压痕状态的观察。压痕是指在实际附着于粘附体并被压制于其上的各向异性导电膜的被压制表面的背侧上形成的不平整。由于此类压痕可充当直接或间接指示在压制各向异性导电膜时施加于各向异性导电膜的压力的均匀分布的标准，因此需要压痕的均匀形成。在相关技术中，韩国专利公开10-2012-0068751A公开可在低温下被迅速固化并且包括聚氨酯树脂以改善在低温下粘结时的粘合强度的各向异性导电膜。当在各向异性导电膜的制备中使用具有高弹性模量的粘合剂树脂(例如，聚氨酯树脂)时，所制备的膜可在低温下呈现改善的粘附性。然而，在这种情况下，在膜压制的过程中出现不均匀的压力分布，并且这种不均匀的压力分布在膜的表面上形成严重凸陷的压痕，从而引起半导体装置的连接故障和各向异性导电膜的长期可靠性的劣化。因此，需要在低温下呈现优异的粘附性同时提供均匀的压痕状态的各向异性导电膜。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了各向异性导电膜，所述各向异性导电膜在低温下粘结后呈现强粘附，并且即使在高温和高湿条件下使用后仍呈现高可靠性。具体地，本专利技术涉及提供能够在低温下迅速被固化并且在压制后呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。根据本专利技术的一方面，提供了能够在低温下迅速被固化并且呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。具体地，各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于所述各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，其中所述各向异性导电粘合剂层包括：(a)聚氨酯树脂；(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒。根据本公开的另一方面，提供了各向异性导电膜，其中当所述各向异性导电膜被压制在粘附体上时，在其被压制的表面的背侧上的不平整具有约2μm或更高的最大高度，并且所述各向异性导电膜包括丙烯酸异冰片酯和导电颗粒。根据本专利技术的实施方式的各向异性导电膜即使在低温下短时间压制后仍呈现良好的粘附性。而且，根据本专利技术的实施方式的各向异性导电膜通过在主压制(primarycompression)的过程中将施加至膜的压力均匀分散而具有优异的压痕状态。此外，根据本专利技术的实施方式的各向异性导电膜能够在低温下迅速被固化并且呈现均匀的压痕状态，从而即使在高温和高湿条件下长期使用后仍确保高可靠性。附图说明根据以下实施方式的详细描述连同附图，本专利技术的上述和其它方面、特征和优势将变得显而易见，其中：图1是描绘不平整的变化的图的实例，通过在评价各向异性导电膜的表面的压痕状态时使用表面形状测量装置(SurfaceProfiler)所获得；并且图2是半导体装置的截面图，所述截面图包括通过根据本专利技术的一个实施方式的各向异性导电粘合剂膜10彼此连接的第一和第二连接元件50、60，并且所述第一和第二连接元件50、60分别包括第一和第二电极70、80。这里，当在具有所述第一电极70的所述第一连接元件50和具有所述第二电极80的所述第二连接元件60之间压制各向异性导电粘合剂膜10时，所述第一电极70和所述第二电极80通过各向异性导电粘合剂膜10中的导电颗粒40彼此电连接。具体实施方式将更详细地描述本专利技术的实施方式。为清楚起见将省略对本领域技术人员显而易见的详情的描述。本专利技术涉及能够在低温下迅速被固化并且在压制后呈现优异的压痕状态的各向异性导电膜。具体地，本专利技术的一个实施方式提供各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，其中各向异性导电粘合剂层包括：(a)聚氨酯树脂；(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒。而且，各向异性导电膜可包括各向异性导电粘合剂层和粘附于各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，其中以固含量计，基于所述各向异性导电层的总重量，(a)聚氨酯树脂、b)选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中的至少一种树脂和(c)丙烯酸异冰片酯以(a)、(b)和(c)的总重量(X)与(c)的重量(Y)的比例(X/Y)可以在约3至约20的范围内的比例存在。具体地，(a)、(b)和(c)的总重量(X)与(c)的重量(Y)的比例(X/Y)可在约5至约20，更具体地约5至约18的范围内。在重量比(X/Y)的该范围内，各向异性导电膜不仅在初始阶段，而且在可靠性测试之后也在低温下粘结时具有增加的粘合强度以改善粘附性和连接电阻，使得各向异性导电膜可容易地充当粘合剂膜。而且，在压制时各向异性导电膜可实现对施加至其表面的压力的均匀分布，以使得可在各向异性导电膜的压制的表面形成均匀的压痕。然后，将更详细地描述根据本专利技术的一个实施方式的各向异性导电膜的各组分。如本文所用，各组分的含量是基于各向异性导电层组合物的总重量。此外，在各向异性导电膜的制备中，将每种组分溶解于有机溶剂中并沉积在离型膜上，随后以预定时间干燥以使有机溶剂蒸发。因此，固体各向异性导电膜也可含有各向异性导电层组合物的各组分。a)聚氨酯树脂聚氨酯树脂包括氨酯键，并且可通过，例如，异佛尔酮二异氰酸酯、聚丁二醇等的聚合来制备，而并不局限于此。以固含量计，基于各向异性导电层的总重量，聚氨酯树脂的量可为约30重量%(wt％)至约80wt％，例如，约40wt％至约80wt％，具体地约50至约75wt％。在该含量范围内，膜组合物具有改善的流动性，从而具有改善的连接性能、长期连接可靠性、膜强度，和耐热性（thermalresistance）。而且，聚氨酯树脂可具有约5,000g/mol至约300,000g/mol，例如，约10,000g/mol至约300,000g/mol的重均分子量，而并不局限于此。聚氨酯树脂可以是聚氨酯丙烯酸酯树脂。这里，聚氨酯丙烯酸酯树脂包括二异氰酸酯、多元醇、二醇，和/或(甲基)丙烯酸酯。二异氰酸酯在本专利技术中，可使用本领域已知的任何典型的二异氰酸酯，无需限制。二异氰酸酯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于所述各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，所述各向异性导电粘合剂层包含：(a)聚氨酯树脂；(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由乙烯?醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒。

【技术特征摘要】
2012.11.06 KR 10-2012-01246211.一种各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括各向异性导电粘合剂层和粘附于所述各向异性导电粘合剂层的背侧的基膜，所述各向异性导电粘合剂层包含：(a)聚氨酯树脂；(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；(c)丙烯酸异冰片酯；和(d)导电颗粒，其中以固含量计，基于所述各向异性导电粘合剂层的总重量，所述(a)聚氨酯树脂、所述(b)至少一种树脂和所述(c)丙烯酸异冰片酯以所述(a)聚氨酯树脂、所述(b)至少一种树脂和所述(c)丙烯酸异冰片酯的总重量X与所述(c)丙烯酸异冰片酯的重量Y的比例X/Y在6.33至20范围内的比例存在，其中当所述各向异性导电膜被压制到粘附体上时，在所述各向异性导电膜的压制的表面的背侧上形成的不平整具有2μm或更高的最大高度，并具有0.4μm或更高的平均高度。2.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中在所述各向异性导电膜的压制的表面的背侧上形成的不平整具有2μm至4.12μm的最大高度。3.根据权利要求2所述的各向异性导电膜，其中所述不平整具有0.4μm至1.22μm的平均高度。4.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中所述粘附体是印刷电路板。5.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中以固含量计，基于所述各向异性导电粘合剂层的总量，所述(a)聚氨酯树脂和所述(b)至少一种树脂的总量在60wt％至90wt％的范围内。6.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中以固含量计，基于所述各向异性导电粘合剂层的总重量，所述(c)丙烯酸异冰片酯的量为1wt％至25wt％。7.根据权利要求1所述的各向异性导电膜，其中所述各向异性导电粘合剂层包含：以固含量计，30wt％至80wt％的所述(a)聚氨酯树脂；1wt％至40wt％的所述(b)至少一种树脂，所述至少一种树脂选自由所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈树脂和苯乙烯树脂组成的组中；1wt％至25wt％的所述(c)丙烯酸异冰片酯；和0.1wt％至...

【专利技术属性】
技术研发人员：申颍株，金奎峰，徐贤柱，申炅勋，林佑俊，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：