專利名稱：電極連接結(jié)構(gòu)、用于電極連接結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑、以及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電極連接結(jié)構(gòu)、用于電極連接結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑、以及電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于電子裝置朝著小型化和高功能化的方向發(fā)展，已經(jīng)在降低構(gòu)成部件 (例如，液晶制品中的電子部件)中的接線端子的尺寸方面取得進展。因此，在電子封裝領(lǐng)域中，已將薄膜狀粘合劑廣泛用作能夠容易地在這種端子之間建立連接的導(dǎo)電粘合劑。 例如，上述導(dǎo)電粘合劑被用于印刷電路板(例如柔性印刷電路板(FPC)或剛性印制電路板 (PWB或PCB))與互連基板(例如玻璃基板)之間的連接、或者用于印刷電路板與電子元件 (例如集成電路(IC)芯片)之間的連接，其中所述印刷電路板具有由銅電極構(gòu)成的連接電極，所述互聯(lián)基板具有由銅電極構(gòu)成的連接電極。上述導(dǎo)電粘合劑為具有各向異性導(dǎo)電性的粘合劑，其通過將導(dǎo)電顆粒取向并分散在絕緣樹脂組合物中而獲得。將各導(dǎo)電粘合劑夾在彼此將要連接的部件之間，并進行加熱加壓。通過加熱加壓使得粘合劑中的樹脂流動，從而密封電極的表面。同時，一部分導(dǎo)電顆?？ㄔ诒舜讼鄬Φ碾姌O之間，在建立電連接的同時，使電極彼此粘合。一直以來，為了防止氧化并確保導(dǎo)電性，對在印刷電路板等上形成的連接電極的表面進行鍍金處理?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本未審查專利申請公開No. 10-79568

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在上述的傳統(tǒng)方法中，在由銅等構(gòu)成的連接電極的表面上形成鍍鎳層，并在鍍鎳層上形成鍍金層。這導(dǎo)致下列問題電極的制造工藝變復(fù)雜，并且使得包括這些電極的電路板以及包括該電路板的電子裝置的制造成本增加。在不對連接電極實施上述鍍金處理的情況下，由銅等構(gòu)成的布線基材(其構(gòu)成電極)暴露，因而易于被氧化，這妨礙了電極連接。因此，通常形成用于抑制氧化的有機膜來代替鍍金處理。該有機膜是通過在連接電極的表面上進行水溶性耐熱預(yù)焊劑(preflux)處理(有機可焊性保護劑(OSP)處理)而形成的。該水溶性耐熱預(yù)焊劑為含有唑類化合物的酸性水溶液，并且在有機膜與電極表面之間形成絡(luò)合物的同時形成有機膜。在電子元件連接步驟(其中，將電子元件連接到電路板的電子元件連接電極)中， 往往采用回流焊接工藝?；亓骱附庸に囃ㄟ^下列步驟進行將無鉛焊料施加到電路板的電子元件連接電極的表面上，將電子元件置于其上，并將電路板插入到回流爐中。使用上述的導(dǎo)電粘合劑，將布線用柔性印刷電路板等的連接電極連接到已經(jīng)連接有電子元件的電路板的連接電極上。導(dǎo)電粘合劑中的導(dǎo)電顆粒穿破形成在連接電極的各表面上的有機膜，從而建立電連接。然而，在回流焊接工藝中，有機膜往往由于熱的作用而硬化。這樣，導(dǎo)電粘合劑中的導(dǎo)電顆粒不能穿破該有機膜，這可能導(dǎo)致差的連接。在未形成有機膜的情況下，連接電極的表面被氧化，這導(dǎo)致差的連接等。為了解決上述的問題，本發(fā)明的目的在于提供具有高可靠性的電極連接結(jié)構(gòu)、用于該電極連接結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑、以及電子裝置，所述電極連接結(jié)構(gòu)是通過使用導(dǎo)電粘合劑將均包含有機膜作為防氧化膜的連接電極彼此連接、通過簡化的制造工藝以低成本制得的。解決問題的手段根據(jù)本申請發(fā)明的第一方面的發(fā)明提供一種電極連接結(jié)構(gòu)，其中第一連接電極和第二連接電極通過兩者之間的導(dǎo)電粘合劑層而彼此連接，該電極連接結(jié)構(gòu)包括有機膜和導(dǎo)電顆粒，所述有機膜至少形成在所述第一連接電極上，所述導(dǎo)電顆粒的長軸沿著所述導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向取向，并且所述長軸的平均長度大于至少所述有機膜和所述導(dǎo)電粘合劑層的總厚度，其中所述導(dǎo)電顆粒穿破所述有機膜并接觸所述第一連接電極和所述第二連接電極。本發(fā)明適用于其上形成有用于防止氧化的有機膜的電極。該有機膜不具有導(dǎo)電性。因此，需要在導(dǎo)電粘合劑中含有穿破有機膜以建立電連接的導(dǎo)電顆粒。包含本發(fā)明的導(dǎo)電顆粒，使得該顆粒的長軸沿著導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向取向， 并且所述長軸的平均長度大于至少有機膜和導(dǎo)電粘合劑層的總厚度。通過使導(dǎo)電顆粒沿導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向取向，維持了相鄰的連接電極之間的絕緣，從而抑制了電極間的短路。此外，可以使彼此相對的多個電極同時彼此獨立地電連接。通過如上所述設(shè)定導(dǎo)電顆粒的長軸的平均長度，當(dāng)在電極間對導(dǎo)電粘合劑進行加壓時，可以使得導(dǎo)電顆粒穿破有機膜，從而使得導(dǎo)電顆粒的邊緣部分可以到達連接電極。通過采用導(dǎo)電顆粒，可以利用該導(dǎo)電顆粒作為彼此相對的連接電極之間的橋梁， 將連接電極彼此電連接。因此，可以確實地將電極(它們通過在它們之間的導(dǎo)電粘合劑而彼此連接)彼此電連接，這提高了電極之間連接結(jié)構(gòu)的可靠性。在將電子元件安裝在具有連接電極的電路板上的情況下，形成有機膜，然后通過回流焊接工藝將電子元件連接到電路板上。因此，有機膜往往被硬化。在本發(fā)明中，即使存在硬化的有機膜，導(dǎo)電顆粒仍能夠穿破有機膜。因此，可以確實地將連接電極彼此連接。另外，由于可以利用有機膜抑制連接電極的氧化，因此與形成鍍金層的傳統(tǒng)情況相比，可以顯著降低電子裝置等的制造成本。此外，通過在非氧化氣氛中進行回流焊接工藝，防止了該工藝中電極的氧化，從而可以確實地將連接電極彼此連接。對應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的連接方法的連接電極、以及其上形成有這些電極的電路板沒有特別限定，只要包括了用于防止氧化的有機膜即可。例如，本發(fā)明的電極連接結(jié)構(gòu)不僅適用于電極在印刷電路板等上形成的情況，也適用于電子元件的電極和電路板的電極彼此連接時的情況。本發(fā)明不僅可以適用于有機膜通過回流焊接工藝而被硬化的電極，還適用于未進行回流焊接工藝的電路板以及電子元件的連接電極的連接。由于導(dǎo)電顆粒可以穿破厚度大于相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中的厚度的有機膜，因此可以增加在電極上形成的有機膜的厚度，從而提高了抗氧化性。對本發(fā)明的電極連接方法可以適用的有機膜的類型沒有特別限定。例如，通過含有唑類化合物的酸性水溶液的作用，來進行水溶性耐熱預(yù)焊劑處理。唑類化合物的例子包括咪唑、2-i烷基咪唑、2-苯基咪唑、2，2，4-二苯基咪唑、三唑、氨三唑、吡唑、苯并噻唑、 2-巰基苯并噻唑、苯并咪唑、2- 丁基苯并咪唑、2-苯乙基苯并咪唑、2-萘基苯并咪唑、5-硝基-2-壬基苯并咪唑、5-氯-2-壬基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、苯并三唑、羥基苯并三唑和羧基苯并三唑。此外，含有至少一種下列有機化合物的有機膜由于具有高的耐熱性，因此具有令人滿意的防氧化功能，從而優(yōu)選使用，所述有機化合物選自2-苯基咪唑類，例如2-苯基-4-甲基-5-芐基咪唑、2，4-二苯基咪唑和2，4-二苯基-5-甲基咪唑；以及苯并咪唑類， 例如5-甲基苯并咪唑、2-烷基苯并咪唑、2-芳基苯并咪唑和2-苯基苯并咪唑。有機膜的平均厚度優(yōu)選為大于或等于0. 05 μ m并小于或等于0. 5 μ m。如果有機膜的平均厚度小于0. 05 μ m,則不能容易地確保有機膜的防氧化功能，從而連接電極的表面可能被氧化。另一方面，如果有機膜的平均厚度大于0. 5 μ m，則有時不能利用導(dǎo)電顆粒建立電連接。在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的發(fā)明中，在垂直于導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向的剖面中，優(yōu)選含有短軸為0. 01 μ m至1 μ m的導(dǎo)電顆粒，使得這樣的導(dǎo)電顆粒的數(shù)量為30，000個 /mm2 至 300，000 個/mm2。如果導(dǎo)電顆粒的短軸小于或等于0. 01 μ m,則不能確保導(dǎo)電顆粒穿破有機膜時所需的強度。如果導(dǎo)電顆粒的短軸大于lym，則相鄰導(dǎo)電顆粒之間的絕緣性可能劣化。如果導(dǎo)電顆粒的數(shù)量小于30，000個/mm2，則降低了能夠與電極接觸的導(dǎo)電顆粒的數(shù)量。另一方面，如果導(dǎo)電顆粒的數(shù)量大于300，000個/mm2，則相鄰的導(dǎo)電顆粒可能彼此接觸，從而絕緣性劣化。通過如上所述設(shè)定導(dǎo)電顆粒的混合量，當(dāng)在電極間對導(dǎo)電粘合劑進行加壓時，可以將穿破有機膜的力施加到導(dǎo)電顆粒上。此外，由于可以使足量的導(dǎo)電顆粒與連接電極相接觸，降低了電阻，從而可以獲得可靠的電極連接結(jié)構(gòu)。對導(dǎo)電顆粒的構(gòu)造也沒有特別限定。例如，在根據(jù)本發(fā)明的第三方面的發(fā)明中，導(dǎo)電顆粒優(yōu)選為針狀的或多個細(xì)小金屬顆粒直鏈狀連接而成的形狀的金屬粉末。通過采用這種形式的導(dǎo)電顆粒，在導(dǎo)電粘合劑層的接合面方向，維持了相鄰電極之間的絕緣，從而抑制了短路。在厚度方向上，可以通過大量導(dǎo)電顆粒來確保電連接。因此， 提高了連接電極之間的電連接可靠性。在根據(jù)本發(fā)明的第四方面的發(fā)明中，導(dǎo)電顆粒的縱橫比(aspect ratio)優(yōu)選為大于或等于5。本文提到的縱橫比為導(dǎo)電顆粒的長軸的平均長度(導(dǎo)電顆粒的長度)與短軸的平均長度(導(dǎo)電顆粒的剖面長度)的比值。通過采用縱橫比為大于或等于5的導(dǎo)電顆粒，即使導(dǎo)電顆粒的數(shù)量增加了，也不會導(dǎo)致相鄰電極之間的絕緣性由于體積密度的增加而劣化。還提高了與電極的接觸可能性。對導(dǎo)電粘合劑的構(gòu)造沒有特別限定。例如，可通過采用流動性導(dǎo)電粘合劑，將該導(dǎo)
5電粘合劑涂敷于連接電極上，并將導(dǎo)電顆粒的長軸沿厚度方向取向來形成粘合劑層。在根據(jù)本發(fā)明的第五方面的發(fā)明中，導(dǎo)電粘合劑層可由膜狀粘合劑形成。通過采用膜狀導(dǎo)電粘合劑，處理變得容易。此外，使用粘合劑，通過進行加熱加壓處理，提高了連接電極時的工作效率。根據(jù)本發(fā)明的第六方面的發(fā)明提供一種用于電極連接結(jié)構(gòu)的膜狀導(dǎo)電粘合劑，在所述電極連接結(jié)構(gòu)中有機膜形成在所連接的至少一個電極上，該導(dǎo)電粘合劑包括含有熱固性樹脂的粘合劑組分以及長軸沿膜的厚度方向取向的導(dǎo)電顆粒，其中設(shè)定導(dǎo)電顆粒的長軸的平均長度，使其大于有機膜和電極連接之后所形成的粘合劑層的總厚度。可以將在根據(jù)本發(fā)明的第一至第五方面的電極連接結(jié)構(gòu)中所采用的導(dǎo)電顆粒用作上述的導(dǎo)電顆粒。在該構(gòu)造中，通過使導(dǎo)電顆粒作為電極之間的橋梁而將電極彼此連接。 因此，可以獲得具有高可靠性的電極連接結(jié)構(gòu)。粘合劑主要由熱固性樹脂構(gòu)成，還可以將固化劑和多種填料加入到其中。熱固性樹脂的例子包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、脲樹脂和聚酰亞胺樹脂。根據(jù)本發(fā)明的第七方面的發(fā)明提供上述的導(dǎo)電粘合劑，其中在與導(dǎo)電粘合劑的厚度方向垂直的剖面中，含有短軸為0. 01 μ m至1 μ m的導(dǎo)電顆粒，使得這樣的導(dǎo)電顆粒的數(shù)量為 30，000 個 /mm2 至 300，000 個 /mm2。根據(jù)本發(fā)明的第八方面的發(fā)明涉及一種電子裝置，其包括根據(jù)本申請的第一至第七方面中任一個方面所述的電極連接結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的電極連接結(jié)構(gòu)可以適用于在電子裝置(例如相機(例如手機、數(shù)碼相機和攝像機)、便攜式音頻播放器、便攜式DVD播放器和筆記本個人電腦)中所采用的部件的電極連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果通過采用根據(jù)本發(fā)明的電極連接方法，可以通過對電極的制造工藝進行簡化來降低生產(chǎn)成本，并可以確保電極之間可靠的電連接。附圖簡要說明

圖1的(a)至(e)部分示出了根據(jù)本發(fā)明的連接方法的概略工序。圖2為對應(yīng)于圖1的(e)部分中所示的連接步驟中的線II _ II的部分的放大剖面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。圖4為示意性地示出了圖3的連接結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。圖5為沿著圖4的線V-V所得到的剖面圖。
具體實施例方式圖1的(a)至(e)部分示出了根據(jù)本發(fā)明的連接方法的概略工序。在該實施方案中，本發(fā)明的電極連接結(jié)構(gòu)適用于下列電極連接結(jié)構(gòu)其將剛性印刷電路板1的連接電極2 與布線用柔性印刷電路板3的連接電極11相連接，其中通過回流焊接處理已將電子元件7 連接到剛性印刷電路板1上。如圖1的(a)部分所示，在剛性印刷電路板1的邊緣處形成各個布線連接電極2。 如圖1的(b)部分所示，進行有機膜形成步驟，以形成作為防氧化膜的有機膜6，使得有機膜6覆蓋布線連接電極2的表面。在本文中，還可以通過在剛性印刷電路板1的各個電子元件安裝用電極上形成上述的有機膜，來連接電子元件，而不進行回流焊接處理。有機膜6是通過在電極表面上進行水性耐熱預(yù)焊劑處理(有機可焊性保護(OSP) 處理)而形成的。通過含有唑類化合物的酸性水溶液的作用來進行水性耐熱預(yù)焊劑處理。唑類化合物的例子包括咪唑、2- i^一烷基咪唑、2-苯基咪唑、2，2,4- 二苯基咪唑、三唑、氨三唑、吡唑、苯并噻唑、2-巰基苯并噻唑、苯并咪唑、2-丁基苯并咪唑、2-苯乙基苯并咪唑、2-萘基苯并咪唑、5-硝基-2-壬基苯并咪唑、5-氯-2-壬基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、苯并三唑、羥
基苯并三唑和羧基苯并三唑。此外，含有至少一種下列有機化合物的有機膜由于其具有高的耐熱性，因此具有令人滿意的防氧化功能，從而優(yōu)選使用，所述有機化合物選自2-苯基咪唑類，例如2-苯基-4-甲基-5-芐基咪唑、2，4-二苯基咪唑和2，4-二苯基-5-甲基咪唑；以及苯并咪唑類， 例如5-甲基苯并咪唑、2-烷基苯并咪唑、2-芳基苯并咪唑和2-苯基苯并咪唑。對連接電極2的表面進行水性耐熱預(yù)焊劑處理的方法的例子包括噴霧法、噴淋法和浸漬法。通過用水洗滌并干燥，形成有機膜6。水性耐熱預(yù)焊劑的溫度優(yōu)選為25°C至 40°C，并且水性耐熱預(yù)焊劑與電極2的接觸時間優(yōu)選為30秒至60秒。如上所述形成的有機膜6的厚度優(yōu)選為大于或等于0.05μπι并小于或等于 0.5μπι。如果有機膜的厚度小于0.05 μ m，則不能確保充分的防氧化功能。另一方面，如果有機膜的厚度超過0.5 μ m，則導(dǎo)電粘合劑中的導(dǎo)電顆粒不能與電極充分接觸，這提高了連接電阻。通過形成有機膜6，可以在上述的電子元件連接步驟等中防止連接電極2的氧化。 另外，由于不需要像傳統(tǒng)方法那樣對電極進行鍍金，因此可以簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。在進行了水性耐熱預(yù)焊劑處理之后，將各個電子元件7連接到剛性印刷電路板1 上。在該實施方案中，通過如下步驟將電子元件7連接到預(yù)定電極上采用印刷方法等將無鉛焊料涂敷于剛性印刷電路板1上的電子元件連接電極(未示出)的表面上，將電子元件 7置于其上，并將剛性印刷電路板1插入到回流爐中。在本文中，還可以通過對電子元件連接電極進行鍍金來安裝電子元件?；蛘撸谶M行了與上述的連接電極2相同的水性耐熱預(yù)焊劑處理后，可以通過與連接電極2相同的、使用膜狀導(dǎo)電粘合劑的方法來連接電子元件7，該方法將在下面說明。在通過回流焊接處理連接了電子元件7之后，將布線用柔性電路板3的連接電極連接到剛性印刷電路板1的連接電極2上。如圖1的(d)部分和圖2所示，在該實施方案中，將主要由絕緣熱固性樹脂(例如環(huán)氧樹脂)構(gòu)成、并含有潛伏性硬化劑和導(dǎo)電顆粒8的膜狀導(dǎo)電粘合劑9a置于剛性印刷電路板1的布線連接電極2的表面上。在將導(dǎo)電粘合劑9a加熱至預(yù)定溫度的同時，通過沿朝著剛性印刷電路板1的方向施加預(yù)定的壓力，將導(dǎo)電粘合劑9a暫時粘合于連接電極2上。 或者，可以通過將導(dǎo)電粘合劑糊劑涂敷于連接電極2的表面上，并通過磁場的作用將導(dǎo)電顆粒8取向，從而形成粘合劑層，其中在連接電極2的表面上已經(jīng)形成了有機膜6。接下來，如圖2所示，在連接電極10面向下的情況下，將在剛性印刷電路板1的表面上形成的連接電極2與布線用柔性印刷電路板3的連接電極10對齊。然后將柔性印刷電路板3布置在剛性印刷電路板1上，導(dǎo)電粘合劑9a在兩者之間。在該實施方案中，在柔性印刷電路板3的連接電極10的表面上，還進行了與剛性印刷電路板1的連接電極2相同的水性耐熱預(yù)焊劑處理，以形成用來防止氧化的有機膜11。然后，在將導(dǎo)電粘合劑9a加熱至預(yù)定溫度的情況下，通過在剛性印刷電路板1和柔性印刷電路板3之間施加預(yù)定的壓力，利用兩者之間的導(dǎo)電粘合劑9a將剛性印刷電路板 1的連接電極2與柔性印刷電路板3的連接電極10壓力粘合。導(dǎo)電粘合劑9a主要由熱固性樹脂構(gòu)成。因此，一旦對基材％進行加熱其就會軟化，但連續(xù)加熱其將會固化。在上述的狀態(tài)下經(jīng)過預(yù)定的固化時間后，將壓力釋放，并進行冷卻。因此，利用在剛性印刷電路板 1和柔性印刷電路板3之間的由導(dǎo)電粘合劑9a構(gòu)成的粘合劑層9，將剛性印刷電路板1的連接電極2連接到了柔性印刷電路板3的連接電極10上，同時確保了電連續(xù)。圖3為剛性印刷電路板1和柔性印刷電路板3的連接結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖4為示意性地示出了圖3的斷面連接結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。如從這些圖中清楚看到的，在連接步驟中， 通過在電路板1和3之間施加壓力，膜狀粘合劑9a變形，從而覆蓋了彼此面對的電極，由此形成了導(dǎo)電粘合劑層9。如圖4所示，根據(jù)該實施方案的導(dǎo)電粘合劑含有導(dǎo)電顆粒8，導(dǎo)電顆粒8的長軸沿粘合劑層9的厚度方向取向。在根據(jù)本實施方案的導(dǎo)電粘合劑9a中所包含的導(dǎo)電顆粒8具有以下形態(tài)其中多個細(xì)小金屬顆粒以直鏈形式連接在一起、或者為針狀形態(tài)。通過采用這種形態(tài)的金屬顆粒， 在導(dǎo)電粘合劑9的面內(nèi)方向上，維持了剛性印刷電路板1的相鄰連接電極2之間的絕緣，或者維持了在柔性印刷電路板3上形成的連接電極10之間的絕緣，從而防止了電極之間的短路。此外，在導(dǎo)電粘合劑層9的厚度方向，多個彼此相對的電極2和10可以同時彼此獨立地電連接。在該實施方案中，如圖4所示，設(shè)定導(dǎo)電顆粒8在長軸方向上的尺寸L，使其大于在連接電極2的表面上形成的有機膜6的厚度T1、在連接電極10的表面上形成的有機膜11 的厚度T2、以及連接后的導(dǎo)電粘合劑層9的厚度D的總厚度H。在導(dǎo)電顆粒8的構(gòu)造中，在圖1的(e)部分所示的連接步驟中，通過沿豎直方向按壓膜狀粘合劑，使導(dǎo)電顆粒8從導(dǎo)電粘合劑層9的兩側(cè)面中突出出來。導(dǎo)電顆粒8的邊緣部分穿破有機膜6和10，并分別與連接電極2和10接觸。如圖4所示，布置導(dǎo)電顆粒8，使其作為連接電極2和10之間的橋梁。因此，連接電極2和10彼此電連接。因此，通過采用該連接結(jié)構(gòu)，可以確實地將連接電極2和10彼此連接，從而可以獲得具有高的可靠性的電極連接結(jié)構(gòu)5。 通過設(shè)定導(dǎo)電顆粒8在長軸方向上的尺寸L，使其大于在連接電極2的表面上形成的有機膜6的厚度T1、在連接電極10的表面上形成的有機膜11的厚度T2、以及導(dǎo)電粘合劑層的厚度D的總厚度(I\+T2+D = H)，可使得導(dǎo)電顆粒從導(dǎo)電粘合劑層9中突出出來，從而可以降低電極之間的電阻。 根據(jù)本實施方案的導(dǎo)電顆粒8的縱橫比為大于或等于5。通過設(shè)定導(dǎo)電顆粒8的縱橫比為大于或等于5，即使導(dǎo)電顆粒數(shù)增加了，也不會引起相鄰電極之間的絕緣性由于體積密度的增加而劣化。與電極的接觸可能性也增加。因此，可以確實地將這些電極彼此連接。本文提到的縱橫比為圖4中所示導(dǎo)電顆粒8的長軸的平均長度(導(dǎo)電顆粒8的長度L 的平均值)與短軸的平均長度(導(dǎo)電顆粒8的剖面的長度R的平均值)的比值。在該實施方案中，在圖5中示出的、垂直于導(dǎo)電粘合劑層9的厚度方向的剖面中， 含有短軸R的平均值為0. 2 μ m、長軸L的平均值為3 μ m的導(dǎo)電顆粒，使得這樣的導(dǎo)電顆粒的數(shù)量為30，000個/mm2至300，000個/mm2。注意的是，導(dǎo)電顆粒的縱橫比為15。通過如上所述設(shè)定具有上述構(gòu)造的導(dǎo)電顆粒的混合量，可以確保穿破有機膜6和 11并接觸電極的導(dǎo)電顆粒的足夠數(shù)量，從而可以獲得具有高的可靠性的電極連接結(jié)構(gòu)。在該實施方案中，將膜狀導(dǎo)電粘合劑用作導(dǎo)電粘合劑9a。通過采用膜狀粘合劑，導(dǎo)電顆粒的長軸容易地沿著膜的厚度方向取向。此外，粘合劑易于處理，并且可容易地進行加熱加壓處理。另外，可以通過加熱加壓處理使導(dǎo)電顆粒8的邊緣部分從導(dǎo)電粘合劑層9突出出來，并使得該邊緣部分容易地到達連接電極2和10的表面。通過將具有上述縱橫比的導(dǎo)電顆粒的長軸沿膜狀導(dǎo)電粘合劑的厚度方向取向，維持了剛性印刷電路板1的相鄰連接電極2之間或柔性印刷電路板3的相鄰連接電極10之間的絕緣，以防止電極間的短路。此外，彼此相對的多個電極可以在同時獨立地彼此電連接。在該實施方案中，由于形成了有機膜6并且隨后連接了電子元件7，因此進行回流焊接處理。因此，通過在回流爐中熱的作用，在剛性印刷電路板1的連接電極2上形成的有機膜6被硬化。在該實施方案中，通過如上所述設(shè)定導(dǎo)電顆粒8的長軸長度，當(dāng)在連接電極2和10 之間對膜狀導(dǎo)電粘合劑9a進行加壓時，壓力沿著導(dǎo)電顆粒的長軸方向施加，從而容易地穿破有機膜6和11。因此，導(dǎo)電顆粒8的邊緣部分容易地到達連接電極2和10的表面，可以實現(xiàn)可靠的電連接。下面將對本發(fā)明的實施例和比較例進行說明。本發(fā)明并不限于該實施例。實施例(導(dǎo)電粘合劑的制備)將長軸L的平均值為3 μ m、短軸R的平均值為0. 2 μ m的直鏈細(xì)小鎳顆粒用作導(dǎo)電顆粒。將兩種類型的雙酚A型固體環(huán)氧樹脂[產(chǎn)品名=(I)Epikote 1256和O)Epikote 1004，由Japan Epoxy Resins株式會社制造]以及萘型環(huán)氧樹脂[產(chǎn)品名:(3)EPICLON 4032D，由Dainippon Ink and Chemicals株式會社制造]用作絕緣熱固性樹脂。使用熱塑性聚乙烯醇縮丁醛樹脂[產(chǎn)品名(4) S-LEC BM-I,由kkisui Chemical株式會社制造]， 并將(5)微膠囊型咪唑類固化劑[產(chǎn)品名N0VACUREHX3941，由Asahi Kasei Epoxy株式會社制造]用作微膠囊型潛伏性硬化劑。將(1)至(5)按(1)35/(2)20/(3)25/(4) 10/(5)30 的重量比混合。將這些環(huán)氧樹脂、熱塑性樹脂、潛伏性硬化劑和有機膜分解組分溶解并分散在乙酸溶纖劑中，然后用三輥進行混合，以制備固體含量為50重量％的溶液。將上述的M粉加入到該溶液中，使得用金屬與總的固體含量(M粉+樹脂)的比值表示的金屬填充率 (metal filling factor)為0. 01體積％。然后通過用離心型攪拌混合機進行攪拌，將Ni 粉均勻分散，以制備用于粘合劑的復(fù)合材料。之后，采用刮刀將該復(fù)合材料涂敷于已經(jīng)過防粘處理的PET膜上。然后在磁通密度為IOOmT的磁場中，將該復(fù)合材料在60°C下干燥并固化30分鐘，以制備這樣的膜狀導(dǎo)電粘合劑其厚度為35 μ m，具有各向異性導(dǎo)電性，并且在涂布膜中包括沿磁場方向取向的直鏈顆粒。在連接之前導(dǎo)電顆粒的密度為37，000個/mm2。(印刷電路板的制造)制造這樣的柔性印刷電路板，其中以150 μ m的間隔布置30個連接電極。這些連接電極為寬度為150 μ m、長度為4mm、高度為18 μ m的銅電極。在這些連接電極上形成了含有2-苯基-4-甲基-5-芐基咪唑的防氧化膜。分解溫度為310°C，平均厚度為0. 20 μ m。(電極連接結(jié)構(gòu)的制造)在回流爐中在^KTC的峰值溫度下對該柔性印刷電路板進行回流焊接處理，其中在該回流爐中通過使氮氣流動將氧濃度調(diào)節(jié)為小于或等于1%。布置柔性印刷電路板使得它們彼此相對，并形成能夠在連續(xù)的30個點處測量連接電阻的菊花鏈。將已制得的導(dǎo)電粘合劑夾在這些柔性印刷電路板之間。在190°C下進行加熱的情況下施加5MPa的壓力，直到將導(dǎo)電粘合劑層9的厚度D降低至1. 5 μ m，以獲得柔性印刷電路板的接合體。(連接結(jié)構(gòu)的評價)在該接合體中，用四端子方法來測定導(dǎo)電粘合劑夾在上下連接電極之間的層壓體在30個點處的電阻值，并將該電阻值除以30以得到單個點處的連接電阻。當(dāng)連接電阻值為50πιΩ或更小時，可以認(rèn)為確保了導(dǎo)電性。將如上所述制得的連接體置于85°C和85% RH的高溫高濕烘箱中500小時之后， 以相同的方式測量連接電阻。當(dāng)連接電阻的增長率為50%以下時，可以確定連接可靠性良好。比較例在比較例中，使用這樣的電極連接結(jié)構(gòu)其具有與實施例中的電極連接結(jié)構(gòu)相同的尺寸，并通過與實施例中相同的方法由相同的材料獲得，不同之處在于，將直徑為0.5μπι 的球形顆粒用作上述的導(dǎo)電顆粒。[表]
權(quán)利要求
1.一種電極連接結(jié)構(gòu)，其中第一連接電極和第二連接電極通過兩者之間的導(dǎo)電粘合劑層而彼此連接，所述電極連接結(jié)構(gòu)包括有機膜，其至少形成在所述第一連接電極上；以及導(dǎo)電顆粒，其長軸沿所述導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向取向，并且所述長軸的平均長度大于至少所述導(dǎo)電粘合劑層和所述有機膜的總厚度，其中所述導(dǎo)電顆粒穿破所述有機膜并接觸所述第一連接電極和所述第二連接電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極連接結(jié)構(gòu)，其中在垂直于所述導(dǎo)電粘合劑層的所述厚度方向的剖面中，含有短軸為0. 01 μ m至1 μ m的導(dǎo)電顆粒，使得所述導(dǎo)電顆粒的數(shù)量為 30，000 個 /mm2 至 300，000 個 /mm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極連接結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電顆粒為針狀的或多個細(xì)小金屬顆粒直鏈狀連接而成的形狀的金屬粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電極連接結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電顆粒的縱橫比為大于或等于5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電極連接結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電粘合劑層由膜狀導(dǎo)電粘合劑形成。
6.一種導(dǎo)電粘合劑，其為用于電極連接結(jié)構(gòu)的膜狀導(dǎo)電粘合劑，在所述電極連接結(jié)構(gòu)中，在所連接的至少一個電極上形成有有機膜，所述導(dǎo)電粘合劑包含含有熱固性樹脂的粘合劑組分；以及長軸沿膜厚度方向取向的導(dǎo)電顆粒，其中設(shè)定所述導(dǎo)電顆粒的所述長軸的平均長度，使該平均長度大于所述有機膜和在電極連接之后形成的粘合劑層的總厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電粘合劑，其中在垂直于所述導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向的剖面中，含有短軸為0. 01 μ m至1 μ m的導(dǎo)電顆粒，使得所述導(dǎo)電顆粒的數(shù)量為30，000個/ mm2 至 300，000 個/W。
8.一種電子裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電極連接結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供可靠性高的連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)是通過使用導(dǎo)電粘合劑將連接電極彼此連接、從而通過簡化的制造工藝以低成本制得，所述連接電極中的每個都包含有機膜作為防氧化膜。本發(fā)明提供一種電極連接結(jié)構(gòu)，其中第一連接電極2和第二連接電極10通過兩者之間的導(dǎo)電粘合劑層9而彼此連接，所述電極連接結(jié)構(gòu)包括至少形成在所述第一連接電極上的有機膜6和11；以及導(dǎo)電顆粒8，所述導(dǎo)電顆粒8的長軸沿所述導(dǎo)電粘合劑層的厚度方向取向，并且所述長軸的平均長度大于至少所述有機膜和所述導(dǎo)電粘合劑層的總厚度，其中所述導(dǎo)電顆粒穿破所述有機膜并接觸所述第一連接電極和所述第二連接電極。
文檔編號H05K3/36GK102246607SQ201080003565
公開日2011年11月16日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者中次恭一郎, 奧田泰弘, 山本正道 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社