專利名稱：粘接劑組合物、電路連接材料、電路構件的連接結構及半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及粘接劑組合物，進而涉及電路連接材料、使用其的電路連接結構體及半導體裝置。
背景技術：
近年來，在半導體或液晶顯示器等的領域中，為了固定各種電子構件，進行電路連·接，使用各種的粘接材料。這些用途中，高密度化、高精細化日益加強，對粘接劑也要求高的粘接力或可靠性。另外，使用于粘接的粘附體可以舉例如印刷電路板、由聚酰亞胺等的耐熱性高分子等所構成的有機基團板、銅、錫、鎳、銨等的金屬材料及ITO、Si3N4、Si02等無機材料等。進而，為了性質不同的如上所述的多個基材間的粘接，也可使用粘接劑。因此，相對于上述的粘接劑，要求有優異的粘接性、高耐熱性、在高溫高濕狀態下的可靠性等多方面特性的同吋，也必須形成配合各粘附體的分子設計。特別是，作為液晶顯示器與TCP之間、FPC與TCP之間、或FPC與印刷電路板之間等的電路間連接中所使用的電路連接材料(電路連接用粘接劑)，采用使導電性粒子分散在粘接劑中的各向異性導電性粘接劑。以往，作為上述的半導體或液晶顯示器用粘接劑，是使用顯示高粘接性，并顯示高可靠性的配合了環氧樹脂的熱固性樹脂組合物(例如，參照專利文獻I)。作為該熱固性樹脂組合物的構成成分，能舉例如環氧樹脂、和與環氧樹脂有反應性的酚樹脂等固化劑。進而，也有在粘接劑中摻混促進環氧樹脂與固化劑反應的熱潛性催化劑的情形。使用了熱潛性催化劑的ー液型環氧樹脂系粘接劑，由于不需要混合主劑(環氧樹脂)與固化劑而使用簡單，所以能夠以薄膜狀、糊料狀、粉體狀的形態使用。熱潛性催化劑是決定固化溫度及固化速度的重要因子，從在室溫下的貯藏穩定性和在加熱時的固化速度的觀點考慮，可使用各式各樣的化合物作為熱潛性催化劑。在使用該粘接劑的實際粘接エ序中，以170°C 250°C的溫度、廣3小時的固化條件，借助固化粘接劑，以得到所望的粘接力。然而，近年來伴隨著半導體元件的高集成化、液晶元件的高精細化，元件間及配線間間距狹小化，由于固化時的加熱，可能會對周邊部件產生不良的影響。另外，電極寬及電極間隔非常狹小，進而電極高度也降低。因此，以往的電路連接用粘接劑中，存在不一定能得到充分的粘接力，且產生配線的位置偏差等的問題。進而，為了降低成本，需要在粘接エ序中縮短エ序時間，所以尋求在更低溫且短時間內固化、粘接。近年，作為低溫化及短時間化的手段，并用了丙烯酸酯衍生物或甲基丙烯酸酯衍生物(以下，稱為(甲基)丙烯酸酯衍生物)等自由基聚合性化合物和作為自由基聚合引發劑的過氧化物的自由基型粘接劑受到注目。借助該粘接劑的自由基固化，因為反應活性來源的自由基反應性豐富，所以低溫短時間化是可能的(例如，參照專利文獻2)。然而，借助自由基固化的粘接劑，因為固化時的固化收縮大，所以與使用環氧樹脂的情況比較，可以判明粘接強度變差了。特別是，明顯地降低了對于無機材質或金屬材質基材的粘接強度。因此，作為粘接強度的改良方法，提出了通過在粘接劑的固化物中使醚鍵存在而賦予可撓性，改善粘接強度的方法(參照專利文獻3、4)。根據該改良方法，使用聚氨酯丙烯酸酷化合物作為自由基聚合性化合物。專利文獻I :特開平1-113480號公報專利文獻2 :特開2002-203427號公報專利文獻3 :特許第3522634號公報專利文獻4 :特開2002-285128號公報
發明內容
發明要解決的問題然而，使用上述聚氨酯丙烯酸酯化合物的情形中，基于醚鍵，賦予粘接劑的固化物過多的可撓性。因此，固化物的弾性率及玻璃化溫度降低，以及耐水性、耐熱性和機械強度降低等，粘接劑的物性下降。該粘接劑在放置于85°C /85%RH等高溫多濕條件的可靠性試驗中，得不到充分的性能(粘接強度、連接電阻等)。進而，由于粘接劑的粘接性過強，所以在剝離性的支持薄膜上層疊由粘接劑所構成的層，形成薄膜狀粘接劑的情形中，會產生粘接劑反轉印到支持薄膜的一方，且向粘附體的轉印不良的問題。另外，為了得到能在比以往更低溫且短時間內固化、粘接的粘接劑，考慮采用活化能量低的熱潛性催化劑。然而，使用該熱潛性催化劑時，要兼具在室溫附近的充分貯藏穩定性是非常的困難。因此，本發明提供一種雖為借助自由基固化的粘接劑、但對于以金屬和無機材質所構成的基材也顯示充分高的粘接強度、并在室溫(20 30°C)下的貯藏穩定性及可靠性十分優異、對粘附體的轉印性充分地良好、且可充分良好地暫時固定撓性電路板等的、特性均衡優異的粘接劑組合物以及電路連接材料，并且提供使用它的電路連接結構體及半導體裝置。解決問題的手段本發明涉及含有自由基產生劑、熱塑性樹脂、在分子內具有2個以上自由基聚合性基團且重均分子量為3000 30000的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的粘接劑組合物。本發明的粘接劑組合物雖為借助自由基固化的粘接劑，但對于以金屬和無機材質所構成的基材也顯示充分高的粘接強度。進而，根據本發明，可提供ー種在室溫(20 300C )下的貯藏穩定性及可靠性十分優異，并對粘附體的轉印性充分良好，且可充分良好地暫時固定撓性電路板等的粘接劑組合物。本發明涉及ー種上述粘接劑組合物，其中，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括在分子內具有以下述式(B)和/或下述通式(C)所示的2價有機基團的聚氨酯(甲基)丙烯酸酷。[化I]
權利要求
1.電路連接用粘接劑組合物，其為使粘接劑組合物介于具有相對的電路電極的基板間、對具有相對的電路電極的基板加壓而將加壓方向的電極間電連接的電路連接用粘接劑組合物， 所述粘接劑組合物含有 自由基產生劑、 熱塑性樹脂(其中不包括分子內具有2個以上的自由基聚合性基團、包含下述通式(B)和/或(C)表示的結構、包含選自下述通式(D)、(E)和(F)中的至少I種結構、且重均分子量為3000 30000的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯)、 分子內具有2個以上的自由基聚合性基團、包含下述通式(B)和/或(C)的結構、包含選自下述通式(D)、(E)和(F)中的至少I種結構、且重均分子量為3000 30000的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯以及、 導電性粒子， 所述導電性粒子是選自由金屬粒子、碳和將非導電性的作為核心的粒子用包含導電性物質的膜被覆而成的粒子組成的組的至少I種，
2.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的重均分子量為5000 15000。
3.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯是使二醇化合物與二異氰酸酯化合物與具有醇性羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物反應而得到的，所述二異氰酸酯化合物是選自芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯所構成的組中的至少I種。
4.根據權利要求3所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述二異氰酸酯化合物是選自2，2，4-三甲基己烷二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯所構成的組中的至少I種。
5.根據權利要求3或4所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述二醇化合物是選自醚二醇、酯二醇及碳酸酯二醇，以及，以它們的I種或2種以上作為起始原料的縮合物及共聚物所構成的組中的至少I種。
6.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包含下述通式(A)表示的化合物，
7.根據權利要求6所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述R3具有選自下述式(B)及下述通式(C)表示的2價有機基團所構成的組的I種以上的基團，
8.根據權利要求6或7所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述(-O-R4-O-)具有選自下述通式(D)、(E)和(F)表示的2價有機基團所構成的組的I種以上的基團，
9.根據權利要求6所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述k為I 50。
10.根據權利要求9所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述k為5 30。
11.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，對撓性電路板的暫時固定力為50gf/cm 150gf/cmo
12.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的25°C的粘度為5. OPa · s以上。
13.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，相對于所述熱塑性樹脂100質量份，含有所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯10 250質量份、所述自由基產生劑O. 05 30質量份。
14.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述自由基產生劑是選自過氧化物和偶氮化合物所構成的組中的至少I種。
15.根據權利要求14所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述自由基產生劑是半衰期10小時的溫度為40°C以上，且半衰期I分鐘的溫度為180°C以下的有機過氧化物。
16.根據權利要求15所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述自由基產生劑是半衰期10小時的溫度為50°C以上，且半衰期I分鐘的溫度為170°C以下的有機過氧化物。
17.根據權利要求15或16所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述有機過氧化物是選自由二酰基過氧化物、過氧化二碳酸酯、過氧化酯、過氧縮酮、二烷基過氧化物、氫過氧化物及硅烷基過氧化物、以及它們的衍生物所構成的組的至少I種。
18.根據權利要求13所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述自由基產生劑是半衰期I分鐘的溫度為90 175°C，且其分子量為180 1000的過氧化酯及其衍生物。
19.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述熱塑性樹脂是選自由聚酰亞胺、聚酰胺、苯氧樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰亞胺、聚氨酯、聚酯和聚乙烯醇縮丁醛、以及它們的衍生物所構成的組的至少I種。
20.根據權利要求19所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述熱塑性樹脂的重均分子量為5000 150000。
21.根據權利要求20所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述熱塑性樹脂的重均分子量為10000-80000。
22.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述導電性粒子的平均粒徑是I 18 μ m。
23.根據權利要求22所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，相對于所述熱塑性樹脂100質量份，含有O. 5 30質量份的所述導電性粒子。
24.根據權利要求22所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，所述粘接劑組合物中的所述導電性粒子的含有比例是O. I 30體積％。
25.根據權利要求I所述的電路連接用粘接劑組合物，其中，進一步含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
26.電路連接結構體，是使用權利要求I至25中任一項所述的電路連接用粘接劑組合物連接而成的電路連接結構體，該電路連接結構體具備 在第I電路基板的主面上形成有第I電路電極的第I電路構件； 在第2電路基板的主面上形成有第2電路電極的第2電路構件；及 設置在形成有所述第I電極的所述第I電路基板的主面與形成有所述第2電極的所述第2電路基板的主面之間，電連接處于對置狀態的所述第I電路電極和所述第2電路電極的電路連接構件。
27.半導體裝置，其為使權利要求I至25中任一項所述的電路連接用粘接劑組合物介于半導體元件的電極和半導體搭載用基板的電路電極之間，加壓而將加壓方向的電極間電連接而成的半導體裝置。
全文摘要
本發明是粘接劑組合物、電路連接材料、電路構件的連接結構及半導體裝置。本發明的粘接劑組合物含有自由基產生劑、熱塑性樹脂、分子內具有2個以上的自由基聚合性基團、包含下述通式(B)和/或(C)的結構、包含選自下述通式(D)、(E)和(F)中的至少1種結構、且重均分子量為3000～30000的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、以及導電性粒子，所述導電性粒子是選自由金屬粒子、碳和將非導電性的作為核心的粒子用包含導電性物質的膜被覆而成的粒子組成的組的至少1種，，式(C)中，R5表示氫、R6表示甲基，或者，R5表示甲基、R6表示氫，，式(D)、(E)、(F)中，l、m及n各自表示2~60的整數。
文檔編號C09J9/02GK102786908SQ201210279678
公開日2012年11月21日 申請日期2006年3月15日 優先權日2005年3月16日
發明者伊澤弘行, 加藤木茂樹, 湯佐正己, 藤繩貢, 須藤朋子 申請人:日立化成工業株式會社