電極構件的制作方法

專利名稱：電極構件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電極構件。
電子部件的微型化需要用于其中的電路更密集和精細。因為常規的焊錫或橡膠連接器很難滿足這些精細電路的連接要求，因而由一種膜制成的各向異性的導電粘合劑或連接設備近來被推廣使用。在這些方法中，一層由含特定量導電材料的絕緣樹脂制成的電連接設備被放置在相對電路之間并壓合，如果需要同時加熱以在上部和下部電路間建立電連接以及在相鄰電路間建立電絕緣。通常實踐中也使用絕緣樹脂作為將相對電路間進行電連接并固定在其上的粘合劑。
涉及僅在厚度方向有導電性的各向導性導電樹脂膜的先有技術文獻包括日本未審查專利公報(JP-A)51-21192，它公開了一種制備所述類型的樹脂膜的方法，按照該方法，將導電顆粒和使所述顆粒彼此不接觸的不導電基材樹脂的混合物模制成厚度基本上等于顆粒粒徑的板以提供僅在厚度方向導電的板狀產品。日本審查后的專利公告(JP-A)59-31190公開了板狀整片電連接，該連接器包括一個導電顆粒(0.05-20％(體積))和撓性絕緣粘合劑的均相混合物。在這些先有技術中，所需厚度的樹脂膜材料的模制是通過用棒涂敷器或其它適宜的設備輥涂樹脂和均勻分散在該樹脂中的導電顆粒的混合物或將導電顆粒均勻分散在其中的液體樹脂鑄塑成所需厚度，然后干燥或固化該鑄塑物。
為獲得導電顆粒在一個方向與另一個方向即膜厚度方向濃度不同的膜，有各種方法，一種方法是將導電顆粒置于多孔膜中，然后將所述導電顆粒粘接和固定(日本實用新型公報(JUM-A)61-196413)，一種方法是將導電顆粒嵌入粘合劑膜中(JP-A-2-1179980和JP-A-5-67480)。
當通過將僅在厚度方向導電的各向異性導電膜放置在電路之間并壓迫它們使其處于接觸狀態以獲得電路連接時，有效的方法是將各個導電顆粒暴露在膜的兩側的以降低接觸電阻。將導電顆粒暴露于膜兩側的方法，除了公開在上述專利中的方法，還有輥涂膜法(JP-A-61-23507和J P-A-61-188818)或輥涂和濺蝕混合法(JP-A-61-200616)。也可使用將導電顆粒置于多孔膜中并將所述膜和導電顆粒粘接和固定的方法(JP-A-5-74512)，或將導電顆粒放在一對平板之間，然后將液體樹脂填充在所述板之間并模制成膜的方法(JP-A-2-239578)。在其它已知方法中，在膜兩側上的成膜樹脂的表面層是通過用溶劑溶解或分解來除去，或用物理方法如濺蝕、等離子刻蝕或激元激光輻照來除去。
在這些僅在厚度方向導電的各向異性導電樹脂膜中，為通過提高單位面積的導電點而獲得更高的分辨率，必需增加膜中導電顆粒的含量。在裝到電子部件中液晶顯示器(LCD)，帶式自動連接(TAB)集成電路，裸芯片集成電路等之前的功能測試中，細電極的連接是通過使用針頭探測器(一種將針狀電極按入以與欲測試的電子部件的相應電極接觸的設備進行的)。
連接機理如示出在下列先有技術文獻中的已被建議。在公開在JUM-A-53-156569，JP-A-54-67672等中的連接機理中，各向異性導電橡膠板被夾在欲測試的電子部件的電極部分和產生電連接的測試基底之間。所述各向異性的導電橡膠板包括層狀的導電橡膠和絕緣橡膠，其中導電顆粒均勻分散或導電短纖維定向置于絕緣橡膠板的厚度方向。在JP-方向3-183974公開的連接系統中，導電顆粒固定在與電極相對應的位置以改進所述各向異向導電橡膠板的精細度。按照建議在JP-A59-155769和JUM-A-59-163967中的電連接方法，在撓性膜上形成的導電模式直接與欲測試的電子部件的電極部分接觸。在公開在JP-A-61-2338，JP-A-1-128381，JP-B-2-44747，JP-B-3-22367等中的連接系統中，在導電模式上安裝一個導電突出部且該突出部直接與電子部件的電極部分接觸。此外，JUM-A-5-18031建議了一種連接機理，其中各向異性的導電膜被安置在欲測試的部件和測試印刷基底之間，該導電模有一個延伸過一個絕緣聚合物薄膜的突出電極。但上述先有技術的設備有它們自己的問題。例如按照包括澆鑄液體樹脂和導電顆粒均相混合物的膜模制方法，為適應電極高細度而試圖提高導電顆粒的混合比時，其中分散有導電顆粒的液體樹脂的粘度增加從而損害了液體樹脂的流動性，因而很難用棒涂布器或類似設備模制厚度不變的薄膜。這就必須降低導電顆粒的混合比。此外，對于導電顆粒均勻分散在薄膜中的情況，為適應高細度電路而提高導電顆粒混合比時，也不可避免地增加了那些不能保持在連接電路之間因而對電連接無用的導電顆粒的量，從而增加了生產成本。在將導電顆粒放在多孔膜中，然后將所述膜和導電顆粒粘結并固定的方法中，在膜中形成大量微型孔在生產率和成本方面都是不實際的。在將導電顆粒嵌入粘合劑膜中的方法中，粘合劑在導電顆粒表面將不足夠潤濕，除非粘合劑粘度足夠低以保持所希望的液態，因而膜狀粘合劑對導電顆粒的粘合度下降，使導電顆粒很容易從膜上脫落。在使用液體膜狀樹脂的情況下，在將固定在載體上的導電顆粒轉移到液體粘合劑表面上的步驟中不可避免地將粘合劑粘到載體上，因而很難模制膜。當導電顆粒含量增加時，很難致密地將粘合劑填充在導電顆粒間的間隙中，因而需要在導電顆粒填充前，嚴格調整導電顆粒填充量和膜狀粘合劑厚度之間的關系。應進一步注意，當膜狀粘合劑的厚度大時，粘合劑粘到載體上是不可避免的，而當厚度小時，可能不能獲得所希望的膜強度或顆粒可能從膜上脫落。
在用輥涂設備將導電顆粒暴露于膜兩側的常規方法中，為符合高精細電極的要求很難通過降低導電顆粒的粒徑將膜厚度均勻地降到幾十微米的數量級，導電顆粒在粒徑上的變化將引起膜厚度的不均勻。
在通過澆鑄液體樹脂和導電顆粒的均勻混合物而成膜的方法中，當通過沉積導電顆粒以增加樹脂膜模制中底層顆粒的填充量從而增厚澆鑄厚度時，不可避免地形成導電顆粒的多層結構，因此未參予使膜在厚度方向導電的顆粒增加。在該方法中，隨后必須除去的樹脂層也增厚，因而很難將顆粒均勻暴露于膜表面。
在成膜方法中，將液體樹脂填充在一對平板之間，其間固定有導電顆粒，為將樹脂填充在平板的窄縫間，液體樹脂的粘度必須極底，導電顆粒的粒徑的變化可能使導電顆粒流出。在通過用溶劑掉在顆粒表面上的樹脂使導電顆粒暴露在膜表面上的情況下，溶解成膜樹脂的溶液粘附于膜表面并且，當干燥后在顆粒表面形成一薄膜從而損害了電連接。另外，成膜樹脂的厚度必須用處理時間或處理溫度嚴格控制，膜的不同點厚度或局部厚度的不均勻可能產生。
在用溶劑分解成膜樹脂的情況下，可用溶劑分解的成膜樹脂和可用的溶劑都受到限制，且當使用酸性或堿性溶劑處理時必須小心。在這種情況下，成膜樹脂的厚度也需通過處理時間或處理溫度來嚴格控制，因而也可能引起膜的不同點或局部厚度的不均勻。
當使用濺蝕、等離子體刻蝕或激元激光輻射的物理方法除去樹脂時，設備昂貴，因為間歇操作因而處理時間也長，從而增加了成本，這種方法也很難適用批量產品的生產過程。
按照上述的任一常規方法，在將導電顆粒暴露出來的步驟中必須小心除去所需厚度的成膜樹脂，通過控制在膜兩側的樹脂除去速率很難將導電顆粒暴露出來。除非導電顆粒均勻分布在同一個平面，否則很難完成這個任務。
在裝到電子部件如液晶顯示器(LCD)，TAB集成電路，裸芯片集成電路等之前的功能測試的細電極連接中，也存在一些問題如先有技術本身不適合電極的高精細度，高成本，和不能消除電極高度差而引起差的電連接。具體地說，在使用探針的連接機理中，因為探針必須與各個電極壓式接觸，這類探針應在結構上很細以適應所用電極的高細度，因而為生產這類探針需用高技術。另外，使多個探針對準電極也不容易布置，從而提高了生產成本。使用各向異性導電橡膠板的方法本身也不適合涉及高精細電極的機理且有不能保持相鄰電極之間的絕緣和高連接電阻的問題。對于導電顆粒固定在相應于電極的位置的各向異性的導電橡膠板，電極表面可能被有機物污染，如果是氧化物層，則很難除去表面絕緣層且連接電阻很高。
對于在撓性薄膜上形成的導電模式與欲測試的電子部件的電極部分直接接觸的連接系統，或對于帶有延伸過一個絕緣聚合物薄膜的突出電極的各向異性導電膜固定在欲測試部件和用作測試的印刷基底之間的連接機理，因為所述導電模式和突出電極是金屬如銅或金制成的且彈性變形量有限，欲測試部件的電極高度的變化必須通過連接基底和膜基底的撓性產生的彎曲變形來補償，當這種變化很大時，連接性能下降。在普通印刷線路板或集成電路中，因為在電極間有焊錫保護層或絕緣保護膜，在大多數情況下，電極和位置低于所述保護層或保護膜表面，因而突出電極的位置限制成確定的區域。
本發明克服了先有技術的上述問題，其目的是提供一種新的制備各向異性的導電樹脂膜粘合劑的方法，該樹脂膜粘合劑甚至能與微型電極形成電連接，一種使用所述膜粘合劑的連接方法，一種甚至能與微型電極形成可靠的低電阻電連接的新型連接構件。
本發明提供一種制備各向異性導電樹脂膜的方法，它包括將導電顆粒粘著到粘合層上并填充一種與位于導電顆粒間的粘著材料不相容的成膜樹脂的步驟，其特征在于所得導電樹脂膜借在平面方向均勻分散的導電顆粒僅在膜厚度方向有導電性，并能用來對多個電子部件的相對放置的細電極形成電連接。
本發明也提供一種電連接電路的方法，包括將所述各向異性導電樹脂膜放置在相對放置的電路之間，從導電顆粒低濃度一面加熱各向異性導電樹脂膜，隨后加壓下加熱。
本發明進一步提供一個細電極連接構件，它通過將多個電子部件的細電極相對放置在基本同一個平面上，并將所述各向異性導電膜夾心在所述相對放置的電極之間而得到，該各向異性導電膜借助于在所述膜正面和反面暴露出來的具有彈性的導電顆粒僅在厚度方向有導電性以提供電連接。
本發明也提供一種使用所述細電極連接物件測試液晶顯示器的顯示性能，組成液晶顯示器、裸芯片集成電路或TAB集成電路的元件的操作性能或印刷線路板的導電性的方法。


圖1A-1R是本發明的各向異性導電樹脂膜的制備方法和使用所述樹脂膜的連接方式的橫截面示意圖。
圖2A-2L是說明先有技術的各向異性導電樹脂膜的制備方法和使用所述樹脂膜的連接方式的橫截面示意圖。
圖3A-3F，圖4A-4G和圖5A-5G是說明本發明的各向異性導電樹脂膜的制備方法和使用所述膜的連接方式的橫截面示意圖，所述方法是分步示出的。
本發明包括下列實施方案(1)一種制備各向異性導電樹脂膜的方法，借均勻分散在平面方向的導電顆粒該樹脂膜僅在厚度方向有導電性，和該膜用來在有細電極的多個電部件的相對放置的細電極間獲得電連接，該方法包括將導電顆粒粘著到在一種載體上的粘合層上并固定在該粘合層中和填充與位于導電顆粒間的粘合劑不相容的成膜樹脂的步驟。
(2)按上述(1)所述的方法，其中成膜樹脂是一種絕緣粘合劑。
(3)按上述(1)或(2)所述的方法，其中獲得的各向異性的導電樹脂膜借在所述膜正面和反面暴露出來的導電顆粒僅在厚度方向有導電性。
(4)按上述(1)至(3)任一項所述的方法，其中用事先放置在粘合層上的薄膜的孔或網狀物將導電顆粒粘著并固定在粘合層上。
(5)按照上述(4)所述的方法，其中在獲得的各向異性的導電樹脂膜中，導電顆粒用在平面上帶有格柵或Z字形模式的孔的薄膜或網狀物布置成在平面上有格柵或Z字形模式。
(6)按照上述(3)至(5)任一項的方法，其中粘合層和其載體是透光性的且成膜樹脂是可光固化樹脂，它通過暴露到從粘合層一側透過的光來固化。
(7)按上述(1)至(6)任一項的方法，包括在粘合層上形成厚度大于導電顆粒粒徑的導電顆粒層，將導電顆粒層壓到粘合層上從而將導電顆粒壓到導電顆粒粒徑一半或小于一半處。
(8)按照上述(1)至(7)任一項的方法，其中導電顆粒和粘著材料，或導電顆粒和多孔膜或網狀物用不同的電荷充電；用靜電力在粘合層上分散導電顆粒以形成導電顆粒層。
(9)按照上述(1)到(8)任一項的方法，其中導電顆粒用加熱加壓可除去的電絕緣層覆蓋。
(10)按照上述(3)至(9)任一項的方法，其中導電顆粒事先用導電絕緣層覆蓋且除去暴露在該樹脂膜正面和反面的導電絕緣層。
(11)按照上述(6)到(10)任一項的方法，其中光是電子束且成膜樹脂因此而固化。
(12)按照上述(2)，(4)，(5)，和(7)到(9)任一項的方法，其中導電顆粒在膜厚度方向以不同濃度分散。
(13)按照上述(12)所述的方法，其中成膜樹脂有一個與為指引電路使相對電路接觸時形成的空隙幾乎一樣厚的厚度。
(14)一種通過加壓下加熱電連接相對放置的電路的方法，使用(12)或(13)所述的方法獲得的各向異性導電樹脂膜，其特征在于從導電顆粒較低濃度一側加熱各向異性導電樹脂膜。
(15)一種細電極連接構件，它通過將多個電子部件的細電極相對放置在基本上同一個平面上，和將由(3)到(11)任一項的方法獲得的各向異性導電樹脂膜夾心在所述的相對放置的電極之間，所述樹脂膜借有在膜樹脂層正面和反面暴露出來的彈性的導電顆粒僅在厚度方法有導電性。
(16)按上述(15)所述的構件，其中導電顆粒平均粒徑的粒徑分布標準偏差為10％或更小。
(17)按上述(15)或(16)所述的構件，其中導電顆粒是用金屬薄膜覆蓋的塑料顆粒。
(18)按上述(17)所述的構件，其中金屬主要是Au或Pt。
(19)按上述(15)至(18)任一項所述的構件，其中導電顆粒是在表面有細孔，或在表面和其內部有相互連通的細孔的顆粒，所述孔部分或全部被金屬覆蓋或被金屬填充。
(20)按上述(15)至(19)任一項所述的構件，其中導電顆粒在表面上有細凸緣。
(21)按上述(20)所述的構件，其中所述的細凸緣是通過將粒徑為導電顆粒1/10或更小的氧化硅、玻璃或Ni的細顆粒沉積在導電顆粒的表面上并用導電薄膜覆蓋所述顆粒表面來形成的。
(22)按上述(15)至(21)任一項所述的構件，其中各向異性的導電顆粒樹脂膜含有定位滿足電極連接位置的導電顆粒。
(23)按上述(15)到(22)任一項所述的構件，其中一個或兩個相對放置的基底是由選自玻璃和陶瓷的高彈性材料制成的。
(24)按上述(15)至(23)任一項所述的構件，其中在一個或兩個基底上形成的電極位置低于該基底表面水平面。
(25)按上述(15)至(24)任一項所述的構件，其中在一個或兩個基底上形成的電極是用電鍍、真空蒸發或濺鍍制備的薄膜電極。
(26)按(15)至(25)任一項所述的構件，其中在基底上相鄰電極高度差是10μm或更小且導電顆粒的平均粒徑為100μm或更小。
(27)按上述(15)至(26)任一項所述的構件，其中至少一個基底和各向異性導導電樹脂膜用夾心或粘接法固定。
(28)按上述(15)至(27)任一項所述的構件，其中電子部件是液晶顯示器，裸芯片集成電路，TAB集成電路或印刷線路板。
(29)使用上述(15)至(28)任一項所述的構件來測試液晶顯示器的顯示性能，構成液晶顯示器、裸芯片集成電路的元件的操作性能，TAB集成電路的操作性能，或印刷線路板的導電性的方法。
按照本發明，僅在厚度方向有導電性的樹脂膜是由包括下列步驟的方法制備的將導電顆粒涂布在粘著材料表面并通過將所述導電顆粒在平面方向定向而將它們固定在粘合劑表面上，然后在其上面涂一種與粘合劑不相容的成膜樹脂溶液。由于使用成膜樹脂作為絕緣粘合劑，有可能獲得一個能用于細電極連接的各向異性導電樹脂膜類粘合劑，且通過僅除去在該膜一側的導電顆粒上的成膜樹脂，能獲得一種在膜正面和反面有暴露出來的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜。此外，通過使用光固化性樹脂作為成膜樹脂并用透過膜的粘合劑側的光輻照固化，很容易除去導電顆粒上的成膜樹脂并獲得在膜的正面和反面有暴露出來的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜。
這樣，按照本發明方法，將導電顆粒涂布并固定在粘合劑表面，將與粘合劑不相容的光固化性樹脂鑄塑并填充到顆粒間的空間，并將來自粘合劑側的光輻照到成膜樹脂上以固化之。然后將該膜浸在溶劑中以溶掉成膜樹脂未固化部分。因被導電顆粒擋住光的樹脂部分仍未固化，因而僅僅導電顆粒表面的樹脂被溶解掉的導電顆粒暴露出來。將固化后的成膜樹脂干燥并從粘合劑上剝離以提供在膜兩側有暴露出來的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜。當固化使用電子束輻照時，可通過改變電子加速電壓來調整成膜樹脂固化厚度，這樣可獲得一個在膜表面有暴露出導電顆粒的有所需厚度的各向異性導電樹脂膜。在本發明中，通過在粘合劑表面上放置一個膜或網狀物(它們以下被稱為遮蓋物)并將導電顆粒涂在其上，有可能將所述導電顆粒粘接到僅在孔中的粘合劑表面并放置導電顆粒在膜平面的任何位置。這有可能控制膜平面方向的絕緣性或將導電顆粒僅放在膜平面電路的電極區域。
例如，通過限制膜孔尺寸使其不能讓多于兩個導電顆粒粘接到粘合劑表面，能夠獲得一個各向異性導電樹脂其中各個顆粒彼此絕緣。也可能用橡皮輥或其它工具將導電顆粒壓到粘合劑表面以改進導電顆粒在平面方向的定向密度，并通過除去沒固著到粘合劑表面的多余的顆粒以改進膜厚度方向的導電性。此外，通過調整壓力將導電顆粒嵌入到粘合劑層，可獲得導電顆粒從樹脂膜模塑表面突出的結構，并改進當電極接觸導電時的電連接性能。
通過用不同電荷給導電顆粒和粘合劑表面或導電顆粒和遮蓋物充電以使導電顆粒吸附在粘合劑表面并固定它們以將確定量的導電顆粒次序排列。通過使用在其表面涂有用加熱或加壓能除去的熱塑性樹脂等制成的絕緣層的導電顆粒，即使導電顆粒在膜平面方向處于致密的疊壓狀態也能維持平面方向的絕緣性。對于使用涂有絕緣層的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜，通過除去在膜正面和反面有暴露出的導電顆粒的絕緣層并將電極與膜的兩面接觸而使電極間有導電性。
在將本發明各向異性導電顆粒粘合劑用于成膜時，通過涂布所述粘合劑以使其厚度幾乎與相對電路為指引電極而接觸形成的間隙一樣厚，這樣能獲得在連接部分沒有空隙和有很少粘合劑擠出的連接結構，這樣可防止當連接形成后由于潮氣的滲入而使連接可靠性下降或由于導電顆粒的流動使相鄰電路短路。另外，通過增加粘合劑涂層厚度，可獲得一個雙層結構膜，其中粘合劑層布置在導電顆粒層之上。在該膜中，無導電顆粒的粘合劑層的熔體粘度低于與導電顆粒疊合層的熔體粘度，因而粘合劑層更容易流到電極間的凹處，阻止導電顆粒流入這類凹處。這就降低了相鄰電極間短路的風險并增加了有助于電連接的顆粒的數量。在連接時當兩層從粘合劑層一側加熱而相互疊壓時，上述效果可進一步增加，因為粘合劑層一側首先熔化并流到電極間的凹處。
按照本發明的各向異性導電樹脂膜有下列結構其中在膜平面方向有彈性的導電顆粒作為單層分散且各個導電顆粒的表面暴露出來或從膜兩側突出，因而將該樹脂膜用于電連接欲測試的有細電極的電子部件的電極部分和連接到有相對電極的測試儀上的測試基底時，可以進行各種測試如LCD顯示測試，組成LCD的元件的操作測試，裸芯片集成電路和TAB集成電路的操作測試，和印刷線路板的導電性測試等，這些測試用常規方法很難進行。
用于本發明中的導電顆粒的類型沒有特別限制。金屬，在表面上沉淀積有金屬的玻璃、陶瓷和塑料顆粒既可單獨使用也可以混合物使用。也可使用小粒徑導電顆粒的聚集體。根據欲連接電路的細度可適當選擇粒徑，但應盡可能均勻。顆粒形狀優選是球形以使用于細電極連接的粒徑均勻化。通常表面上沉積有金屬的球形塑料顆粒用來連接很細的電極。由于熱阻等原因需要使用金屬顆粒時，推薦使用用氣體霧化或旋轉電極霧化法制得的顆粒，因為這些顆粒在形狀上接近球形。也可使用無定形顆粒如用水霧化法制得的金屬粉末，如果這些顆粒用篩分或其它方法在粒徑上均勻化。有一個主軸類型的導電顆粒也可用于本發明中，可商購的短金屬纖維和在表面進行了金屬電鍍的玻璃纖維，碳纖維等也可使用。所用纖維的直徑和長度可根據欲連接的電極的細度來決定，但希望所用的纖維在長度上應均勻以有更好的導電性。另外小而均勻直徑的纖維更適合細電極連接。
用于本發明的有彈性的導體顆粒沒有特別限制；導電橡膠或塑料制成的顆粒，沉積金屬的橡膠和塑料顆粒等可單獨使用或混合使用。對于彈性，在導電性不變的條件下，彈性變形范圍越寬，允許電極高度差或導電顆粒粒徑差的范圍越大，從而仍可獲得很好的電連接。優選在表面上沉積有金屬的塑料顆粒如有各種彈性模量的塑料顆粒是可商購的且各種金屬可用于電鍍。各種金屬既可單獨也可混合用于電鍍中如Ni-Au或焊錫合金，但最好使用高延展性金屬如Au或Pt或有高延展性合金，因為這樣的金屬與導電顆粒彈性變形相適應。用電鍍使其有導電性的導電顆粒，通過使用表面有孔的塑料顆粒和電鍍這些孔的內部而防止沉積在顆粒表面的金屬由于變形而剝落。此外，將塑料顆粒的孔結構制成海綿體以使顆粒表面和內部相互連通并將孔的內部電鍍，能獲得在內部有導電通道的導電顆粒。這些導電顆粒能耐由于表面導電層的分離而使導電性下降并也比載有導電填料的導電橡膠顆粒的電阻低。如果欲連接的電極其表面有一個由有機材料或金屬氧化物制成的薄絕緣膜，建議在導電顆粒表面設置細凸緣，以使當連接時，這類絕緣膜內所述的顆粒的凸緣破碎以提供具有低電阻的穩定連接。為固體且有低延展性的材料適合制備所述細凸緣，因而具有優異導電性的所需凸緣的導電顆粒能通過將與導電顆粒的電鍍金屬不同的材料沉積在顆粒表面上來獲得的。各種方法可用于形成所述凸緣。例如在導電顆粒電鍍過程中沉淀金屬顆粒并將沉淀后的金屬顆粒固定在導電顆粒表面，或在浴中進行導電顆粒的電鍍，其中將無機材料的顆粒如二氧化硅或金屬如Ni分散并將分散后的顆粒沉積在導電顆粒的表面。導電顆粒的粒徑可按照欲連接的電極的細度來適當選擇，但應盡可能均勻。如果使用本發明的細電極連接，粒徑優選5至100μm。關于粒徑分布，希望均勻粒徑的顆粒有小于10％的平均偏差。為使用于細電極的連接粒徑均勻，優選顆粒形狀是球形。
當在不使用遮蓋物來控制導電顆粒的固定位置而在平面方向提供電絕緣，必須調整導電顆粒在粘合層上的分散。當導電顆粒的接觸部分增加，在平面方向的電緣絕被損害。因此為獲得高密度導電點，電絕緣層被布置在各個導電顆粒表面。絕緣層含有一種與成膜樹脂不相容的樹脂并能形成單層或多層結構。用于本發明中的術語“不相容”意味著兩種樹脂彼此不親和且不會形成均相混合物、通常SP值(溶解度參數，詳細解釋在由Japan Adhesion Association匯編的Adhesion Handbook第二版第46頁)用來度量不相容性。兩種樹脂的SP差值越大，這些樹脂的相容性越差。通常差值為1.0或更大時，兩處樹脂幾乎不相容。在確定這些樹脂是否會形成均相混合物時，兩種樹脂的熱熔溫差或熱軟化溫差也是要考慮的因素。通常，當該差值為10℃或更大時，兩種樹脂不形成均相混合物。這些指導原則對于各個材料各不相同，因而所用的每個材料應單獨考察。重要的是因為膜是通過用適當溶劑溶解和稀釋后的成膜樹脂溶液(以使該溶液有適當的粘度)模塑形成的，絕緣層是由在用于成膜的溶劑或在成膜樹脂中的液體組分中不溶的樹脂即在成膜樹脂溶液中不溶的樹脂制成的。各種彼此不相容的樹脂能用來形成電絕緣層，通過選擇適當的溶劑使絕緣層在成膜樹脂溶液中不溶解。可用于本發明中的樹脂包括熱塑性聚氨酯，可溶性尼龍，環氧樹脂，苯氧樹脂，聚乙烯，聚酯等。實際上選擇那些在成膜樹脂溶液中不溶并能容易地形成絕緣層的樹脂。但這些標記每個材料不同，因而必須逐個考察。依據樹脂在成膜溶液中的不溶性和導電顆粒的覆蓋率，絕緣層厚度的最佳值可以不同，但通常絕緣層厚度優選0.01至10μm。濕法和干法都可用來形成電絕緣層。在濕法中，例如，導電顆粒表面用樹脂溶液涂布并干燥。在干法中，形成絕緣層的樹脂顆粒和導電顆粒彼此高速緊密接觸或混合和磨細或彼此熔融和粘接。在濕法中，樹脂必須溶在適當溶劑中，但該方法的優點在于絕緣層很容易形成所需厚度，特別是亞微米級厚度。干法的優點在于能用在溶劑中幾乎不溶的樹脂形成絕緣層并適合形成厚度大于1μm的絕緣層。
可用各種方法形成分散在絕緣層中的導電顆粒聚結體。例如在濕法中用在用來形成絕緣層的樹脂溶液中細導電顆粒分散體涂布導電顆粒表面。在干法中，形成絕緣層的樹脂顆粒和細導電顆粒在高速下彼此緊密接觸或混合和磨細或熔融并相互粘接以使細導電顆粒嵌入絕緣層。也可使用這樣的方法其中按濕法絕緣覆蓋導電顆粒形成絕緣層，用干法處理細導電顆粒并將細導電顆粒嵌入絕緣層中。
在本發明中，粘著材料僅需要在顆粒分散后在顆粒處置或成膜樹脂涂布期間利用粘著材料的粘性使導顆粒保持不動，而不需要用手觸摸時有粘連感。通常導電顆粒接觸面積越大，則粘合劑提供的導電顆粒間固著力越大，因而在導電顆粒分散時能填充導電顆粒表面間凹處的軟材料也可作為粘合劑用于本發明。換句話說，在處置顆粒或成膜劑涂布期間借助其對導電顆粒的粘合力，能使導電顆粒保持不動的物料都能作為粘著材料用于本發明。這類物料包括橡膠如SBR，聚異丁烯，聚丁烯，天然橡膠，氯丁橡膠，丁橡膠等和樹脂如丙烯酸類樹脂，聚硅氧烷樹脂，氟樹脂等。這些樹脂或非粘性樹脂與粘合劑如萜烯樹脂或茚樹脂的混合物也可使用。這些樹脂能交聯成一網狀結構以降低與成膜粘合劑的相溶性。將如上所述的粘著材料涂在基底膜、板、滾筒等上以形成一個復合結構從而便于基底的放置。通常聚對苯二甲酸乙酯(PET)，聚乙烯，聚丙烯等的膜用作基底。當使用光固化性樹脂時，所述粘著材料和基底膜都能透過紫外線以固化紫外線可固化的成膜樹脂。當使用電子射線作為光時，除了所述的基底膜外，也可使用特氟隆，聚亞酰胺等有色膜以及填充膜。
用于本發明中的成膜樹脂起著導電顆粒粘接劑的作用并能模制成膜。這種樹脂應該與粘合劑不相溶以防止在成膜樹脂涂敷期間已粘接到并固著導電顆粒的粘合劑被溶解從而引起導電顆粒的移動。可用于本發明中的成膜樹脂包括各種類型合成樹脂和在溶劑中可溶的彈性體，熱塑性樹脂如聚醚砜，聚醚-亞酰胺和聚亞酰胺，熱固化性樹脂如環氧樹脂和酚樹脂，光固化性的有丙烯酰基的樹脂如聚酯丙烯酸酯，氨基甲酸乙酯丙烯酸酯和環氧基丙烯酸酯，和含帶有肉桂酰基、重氮基或疊氮基的化合物的光固化性樹脂。這些光固化性樹脂可與熱塑性樹脂如聚乙烯、乙酸乙烯基酯和聚丙烯，高熱阻樹脂如聚醚砜，聚醚-亞酰胺和聚亞酰胺，熱固性樹脂如環氧樹脂和酚樹脂或彈性體混合使用。在使用紫外輻射固化的情況下，通過使用光引發劑如苯偶姻，二苯甲酮，米蚩酮等且如果需要敏化劑如胺化合物(例如三乙胺)，硫化合物或磷化合物可改變固化后的厚度或固化速率。
彼此不相容的成膜樹脂和粘著材料的混合物也可使用，例如具有小SP值的粘著材料如聚異丁烯和具有大SP值的樹脂如聚酰胺酸(為聚亞酰胺前體)的混合物。聚硅氧烷樹脂和氟樹脂與許多其它樹脂不相容，因而當這些樹脂用作粘著材料時，作為粘著材料可挑選各種樹脂。
當將本發明的各向異性導電膜用于電極間電連接和電極的粘接這兩個目的時，也可將成膜樹脂流入電極間在電極互相壓迫時使用熱和光進行固化。在所述成膜樹脂中，熱固性樹脂優選用作成膜樹脂部分，因為這種樹脂在電路連接時經在加壓下加熱形成網狀結物而固化并因此提供一個具有優異熱阻和高度連接可靠性的膜。
當使用本發明各向異性導電膜來電連接電極和粘接電極時，成膜樹的厚度不是關鍵的，但最佳膜厚度是由欲連接的電路接觸和固定時形成的間隙的量來決定的。例如在連接撓性線路板和玻璃基底時，其中撓性線路板上有多個35μm厚和50μm寬平行布置的間距100μm的銅電極，玻璃基底上有厚度1μm或更小的透明電極的相同布置，有10μm導電顆粒摻在膜中的膜的厚度為15至40μm。在這種情況下，因為導電顆粒保持在電路之間且粘合層在其間形成，需要考慮的不僅有導電顆粒的粒徑，而且有顆粒的變形性和顆粒嵌入電路中的深度。在膜兩側有導電顆粒暴露出來的樹脂膜的厚度在本發明中沒有限制，但應注意厚度的增加必然要求所用導電顆粒粒徑的相應的增加，導致分辨率下降，因而大的膜厚度不適合細電路連接。另一方面，薄的厚度在膜的處置中很不方便且由于皺折或其它麻煩很難制備所需的膜。這樣優選的膜厚度是0.005至1mm。
常用的紫外光如由汞燈或無電極燈產生的光能用來對光固化性成膜樹脂輕微固化。也可使用電子束。使用電子束的優點在于通過調節電子束加速電壓很容易增加或減少膜厚度。在進行這種光輻照時，光應該從成膜樹脂基底側輻照，以使得被導電顆粒遮蔽的部分將保持未固化狀態，因而所用的光優選是平行光線，它垂直進入成膜樹脂涂布的表面，在這種情況下，如果沒有光的散射或反射，被導電顆粒遮蔽的半球部分的成膜樹脂仍維持未固化。在使用自由基反應固化時，氧氣用作反應抑制劑，因而在輻照氣氛中氧氣的量對成膜樹脂的固化有影響。在與輻照氣氛接觸的膜表面處這種影響最大而在可透光底膜側影響最小。因此，導電顆粒的暴光能通過改變氣氛中的氧密度控制。即導電顆粒表面甚至用來自導電顆粒一側少量的光即可暴露出來，導電顆粒的機械牢固性用通過用厚度等于或大于導電顆粒半球的成膜樹脂固定導電顆粒來改進。但因為氧氣對成膜樹脂的固化的影響與成膜樹脂、光引發劑和敏化劑的類型和含量有很大關系，因而必需對每一個參加系統仔細考察這些事情。在每種情況下，必須做的是從基底一側用光輻照完成成膜樹脂的固化，由于導電顆粒對光的折射，導電顆粒上的成膜樹脂仍未固化且很容易除去。
關于遮蓋物，可以使用例如用絲、尼龍或不銹鋼編成的網狀織物，含不銹鋼或鎳薄板的用刻蝕或其它方法在所需位置鉆所需尺寸孔的所述金屬遮蓋物和由電鍍Ni或Cu制成的絲網。在使用中，遮蓋物放在粘合層上。為用靜電力分散導電顆粒，將遮蓋物充電以使導電顆粒吸附在遮蓋物表面，然后用刮刀或其它工具將其粘接到遮蓋物孔中的粘合層上。為使導電顆粒在遮蓋物孔中的粘合層上有足夠的粘合力，最好通過選擇適當的遮蓋物材料或通過接地控制遮蓋物的充電以使導電顆粒僅沉積在遮蓋物孔中或其附近。即使在這種情況下，由于遮蓋物平面遮蓋物的不均勻充電電勢沉積在遮蓋物上的導電顆粒也能用刮刀或其它工具帶入到孔中，或除去多余的導電顆粒。用于篩分或這類目的的網狀物，即使是用非導電材料如尼龍制成的通常也進行抗靜電處理，以使它們能防止顆粒沉積在遮蓋物上。遮蓋物中的孔通常應具有允許導電顆粒通過的尺寸，且當導電顆粒粘到粘合層上后除去遮蓋物，但孔也可以具有導電顆粒不能通過的尺寸。必要的是導電顆粒沉積在遮蓋物中孔的位置，部分導電顆粒與粘合劑接觸并借其粘合力固著。例如導電顆粒分散在遮蓋物置于其上的粘合層上，當導電顆粒固定在遮蓋物孔中后，不除去遮蓋物涂布成膜樹脂，借此獲得各向異性導電樹脂膜。將遮蓋物從獲得的各向異性導電樹脂膜的成膜樹脂表面除去并能再用。因為上述方法不包括導電顆粒通過遮蓋物中孔的步驟，因而導電顆粒可有大于遮蓋物孔的粒徑。
電暈充電設備通常用于靜電充電，本發明也可用這種設備。這種設備可對一個材料不接觸而充電，充電速率可通過監測恒定控制在所需值。當然，充電也可用接觸充電法(其中施加電壓的導電輥或刷與該材料接觸)來完成。這類充電應僅在粘合層和遮蓋物的必需部分(顆粒分散處)進行，導電顆粒的電勢差僅需足以引發導電顆粒的移動和吸附。也可對導電顆粒本身充電，但在這種情況下應小心，因為導電顆粒由于顆粒間的靜電推斥力而散開，或在各個顆粒中的充電速率變化增大，為實現本發明目的通常需幾百伏或更高的充電電壓。
關于導電顆粒在膜表面上的布置，根據欲連接的每個電極的位置可排布一個或多個導電顆粒，或將它們排布成不變間距的格柵或Z字形模式以不需給導電顆粒和電極定位，但通常顆粒的布置的適當選擇應考慮電極的細度和導電顆粒的粒徑和分布密度。
在使用本發明的各向異性導電樹脂膜時，可將其填充在待連接的電路中間，加熱或用光輻照，使其中所含的成膜樹脂固化，用此樹脂作為電連接材料或粘合劑。對于本發明的各向異性導電樹脂膜(其中導電顆粒暴露于膜的兩面)，可將本發明的模制件填充在待連接的電路中間，然后壓緊以造成電連接。通過用一壓緊卡具使電極處于壓合狀態，或將液體粘合劑填充在處于壓合狀態的電極之間并使其固定，或加熱或用光照射在處于壓合狀態的電極之間填充的膜材料以使成膜樹脂固化，有可能永遠保持電極之間的電連接。在這種情況下，由于導電顆粒被成膜脂所固定，這些顆粒因粘合劑的流阻而不會移動，因而可使用高粘度粘合劑。
在利用本發明的連接結構測試電子元件時，用測試基底造成電子元件的細電極(等待測試的對象)與發布所述對象的輸入信號或接收輸出信號的裝置的電極之間的電連接。一般來說，可使用印刷電路板(PCB)、撓性印刷電路(FPC)或類似的電極基底，但最好使用其上具有所形成的薄膜電極的玻璃或陶瓷基底，因為這樣的基底具有極好的平直度，電極的高度的散布最少，易于形成微電極并且對溫度和濕度有著優異的尺寸穩定性，應按照使用的目的適當地選擇基底；可選擇PCB或FPC，因它們具有電路的雙面印刷或多層層壓和良好加工性能的優點。透明的玻璃基底具有易于使電極定位的優點。毗鄰電極的高度之差適宜的是小于10μm，優選小于1μm。可使用各種不同的方法制造電極，如金屬薄片的刻蝕、電鍍、真空蒸發、濺鍍等，或這些方法的組合。電鍍、沉積或濺鍍適合于制造細電極，而低電阻金屬薄片的刻蝕可用于形成厚度大的粗電路或電極。本發明的連接件能應用于多種電子元件如液晶顯示配電盤、裸芯片集成電路和TAB集成電路，它們具有許多細電極并且其中毗鄰電極高度的散布小。毗鄰電極的高度之差適宜的是小于10μm，優選小于1μm。各向異性導電樹脂膜可僅僅粘附于測試基底面上的電極部分以改善處置性能。
本發明的樹脂膜不但可用于上述的電路連接，而且能應用于轉換開關元件，多層電路等。
按照本發明，可以獲得具有以平面方向均勻分散的導電顆粒的高分辨各向異性導電樹脂膜，使用所述樹脂膜的本發明的細電極連接構件與常規的相比能夠在較細的電極之間形成更可靠的電連接。
下面參照附圖更詳細地敘述本發明的原理，附圖中的參考數字表示下列材料或元件。
1導電顆粒2粘著材料3支撐粘著層的基底膜4遮蓋物5光固化樹脂6光
7橡皮輥8用電絕緣層覆蓋的導電顆粒9電路110電極111電路212電極213各向異性導電樹脂膜的膜基底14電子束15熱板16壓板17電極間的間隙18彈性導電顆粒19焊接保護層20粘合劑21各向異性導電樹脂膜的膜基底溶液22聚異丁烯粘著材料23PET膜24由于空隙導電性差的部分圖3顯示了使用成膜樹脂的絕緣粘合劑制備本發明的各向異性導電樹脂膜的方法和連接步驟。下面分步描述此方法以闡明本發明效果。
首先，如圖3A所示，通過涂敷或其它方法在基底樹脂膜上提供一粘著層，然后，如圖3B所示，將導電顆粒鋪展在所說的粘著層并借助于粘著材料的粘著力使之固定。接著，如圖3C所示，施涂成膜粘合劑溶液，填充導電顆粒間的空隙。由于導電顆粒被固定于粘著層上，它們不能在成膜粘合劑溶液中運動，因而在涂敷過程中不會發生顆粒的附聚，顆粒均勻地排列在平面上，然后經干燥除去溶劑以形成成膜粘合劑層。為了連接電路，如圖3D所示，將膜緊壓在電路之一的表面并沿著成膜粘合劑層與粘著層之間的分界面剝離，使各向導性層電樹脂膜粘合劑轉移。由于成膜粘合劑和粘著材料互不相容，所以它們所形成的層能夠沿著分界面容易地彼此分離。
然后，如圖3E所示，將兩個電路的電極相互對齊放置并將兩個電路壓合成在加壓條件下加熱，從而連接為導電性的。如果在加壓條件下加熱電路進行連接，則將熱板緊壓在導電顆粒較少的膜面。
圖3F顯示了本發明的各向異性導電樹脂膜粘合劑排布在兩個電路之間使兩個電路壓合在一起以提供電路間的電連接的情況。
圖2A顯示了按照常規的生產方法得到的各向異性導電樹脂膜粘合劑；圖2B示出了這種粘合劑排布于電路之間使電路壓合在一起形成電連接的情況。按照常規的方法，當有助于導電的導電物品在膜的厚度方向的密度較低且待連接的電路細小時，幾乎不可能獲得牢固的連接。再者，由于導電顆粒大量流入電極之間的空隙，毗鄰的電路之間會發生短路。流到電極之間的空隙中的導電顆粒對電路的電連接毫無貢獻。按照本發明的方法，能夠減少這些顆粒的數量使得成本顯著降低。本發明的方法還能夠消除以上現有技術的問題，從而實現細電路牢固地電連接。
圖4顯示了一種生產本發明的各向異性導電樹脂膜的方法，其中導電顆粒暴露于成膜樹脂層兩面的空氣中和使用所說的膜的連接方案，下面分步敘述此方法以闡明本發明的原理。
首先，如圖4A所示，通過涂敷在基底樹脂膜上提供一粘著層，然后如圖4B所示，將導電顆粒鋪展在所說的粘著層上并借助于粘著材料的粘著力使之固定。接著，如圖4C所示，施加成膜樹臘溶液，填充導電顆粒之間的空隙，由于導電顆粒被固定于粘著層上，它們無法在成膜膜樹脂溶液中運動，因而在涂敷過程中不會發生顆粒的附聚，顆粒均勻地排列在平面上。然后，如圖4D所示，將成膜樹脂干燥或固化，接著通過溶解或其它物理方法除去覆蓋導電顆粒的成膜樹脂以使導電顆粒如圖4E所示暴露在膜表面上。此后，沿著成膜樹脂層與粘著層之間的分界面剝離膜，得到如圖4F所示的各向異性導電樹脂膜。由于成膜樹脂和粘著材料互不相容，所以它們所形成的層能夠沿著分界面容易地分離。而且，當導電顆粒與粘著層接觸時，所說的顆粒便暴露于成膜樹脂層的剝離表面上，因而只需在膜的一面(圖4D中的成膜樹脂涂敷面)上部分除去成膜樹脂以便暴露導電顆粒，在這種情況下，由于導電顆粒只在粘著層上的同一平面散布，可調節膜基底的厚度以最大限度地減小必需值。再有，為了暴露導電顆粒而除去的成膜樹脂的量可減到最小并且能夠準確而容易地除去樹脂，當在樣品被基底膜和粘著層所支撐的狀態下部分除去成膜樹脂時，有可能防止成膜樹脂層的損壞或拉伸和導電顆粒的脫落。另外，即使在粘著層與基底膜之間的粘合力較弱并且基底膜與成膜樹脂層緊密相連的狀態下沿著基底膜與粘著層的分界面剝離膜，由于成膜樹脂和粘著材料互不相容，也有可能通過選擇適當的溶劑只溶解掉粘著層，并且可得到所需的各向異性導電樹脂膜。
圖4G顯示了本發明各向異性導電樹脂膜排布在電路之間使電路壓合在一起造成電連接的連接方案。
圖2I顯示了按照常規的方法得到的各向異性導電樹脂膜排布在電路之間使電路壓合在一起形成電連接的方案。按照常規的方法，當有助于電連接的導電顆粒在膜的厚度方向的密度較低并且待連接的電路細小時，幾乎不可能獲得所需的電路連接。再者，由于膜表面的大量凹凸不平，難于獲得與電路上的電極的接觸。按照本發明的方法，可消除以上問題以便于細電路牢固的電連接。
圖5顯示了使用光固化成膜樹脂生產本發明的各向異性導電樹脂膜的方法，其中導電顆粒暴露在成膜樹脂層的兩面上和使用所說的膜的連接方案。下面分步說明此方法。
首先，如圖5A所示，將粘著材料溶液涂敷于透光性樹脂膜基底上形成粘著層，然后如圖5B所示，將異電顆粒鋪展于所述的粘著層上并借助于粘著劑的粘著力使其固定。接著，如圖5C所示，施加光固化成膜樹脂溶液，填充導電顆粒之間的空隙。由于導電顆粒被固定在粘著層上，它們無法在成膜樹脂溶液中運動，因而在涂敷過程中不會發生顆粒的附聚并且顆粒保持均勻地排列在平面上。然后，如圖5D所示，從透光性基底面給光使成膜樹脂固化。被導電顆粒遮住光線的部分保持不固化。用溶劑溶解掉覆蓋導電顆粒的未固化的成膜樹脂以使導電顆粒如圖5E所示暴露在膜表面上，此后，沿著成膜樹脂層與粘著層之間的分界面剝離膜，得到如圖5F所示的各向異性導電樹脂膜。由于成膜樹脂和粘著材料互不相容，所以能夠容易地完成沿著分界的剝離。再者，當導電顆粒與粘著層接觸時，導電顆粒會暴露于成膜樹脂層的剝離層面上。此外，即使在粘著層與基底膜之間的粘合力較弱并且基底膜與成膜樹脂層緊密連接的狀態下在基底膜與粘著材料之間剝離膜，由于成膜樹脂和粘著材料互不相容，也有可能通過選擇適當的溶劑只溶解掉粘著層，并且可得到所需的各向異性導電樹脂膜。
圖5G顯示了本發明的各向異性導電樹脂膜排布在電路之間使電路壓合在一起形成電連接的連接方案。
圖1A顯示了在上述的生產各向異性導電樹脂膜的方法中與前面所說的本發明的實施方案(1)相關的一個步驟，其中已將導電顆粒鋪展在粘著層上。在此，借助于粘著材料的粘著力固定導電顆粒。
圖1B顯示了在生產本發明的各向異性導電樹脂膜的方法中與實施方案(2)相關的一個步驟，其中導電顆粒被固定置于粘著層上的遮蓋物的孔中的粘著層上。用刷子或其它工具使導電顆粒在遮蓋物上滾動，可使導電顆粒落入遮蓋物的孔中。這樣可得到各向異性導電樹脂膜，其中導電顆粒以所需的排列方式存在于膜平面上。
圖1C顯示了在生產本發明的各向異性導電樹脂膜的方法中與實施方案(6)相關的一個步驟，其中導電顆粒被固定于粘著層上并從透光性基底面給光使成膜樹脂固化。被導電顆粒遮住光線的樹脂部分保持不固化。
圖1D和1E顯示了在生產本發明的各向異性導電樹脂膜的方法中與實施方案(7)相關的步驟，其中導電顆粒層位于粘著層上，其厚度大于導電顆粒的粒徑和導電顆粒層被壓合在粘著層上。在圖1D的步驟中，導電顆粒層位于粘著層上，其厚度大于導電顆粒的粒徑；在圖1E的步驟中，導電顆粒層被壓合在粘著層上，使得各個顆粒都將被埋藏于粘著層中，其深度為導電顆粒粒徑的一半或更少。通過這些步驟，使導電顆粒與粘著層之間的接觸面積增大以確保導電顆粒的均勻而牢固的固定，而且使保持在其它顆粒之間而未與粘著層接觸的導電顆粒壓緊并強行使之與粘著層接觸以增加導電顆粒在各向異性導電樹脂膜中的密度。而且，由于能夠減少未與粘著層接觸的導電顆粒，所以易于除去對電連接不起作用的多余的導電顆粒。此外，通過導電顆粒嵌入粘著層中，能夠生產這樣的構件。其中導電顆粒在與所產生的各向異性導電樹脂膜的粘著層接觸的平面從膜表面凸出以確保電極與導電顆粒之間的電連接。再有，由于可通過施加壓合力自由地決定導電顆粒的嵌入深度，所以可容易地將導電顆粒的凸出量調至最佳水平。
圖1F顯示了與本發明的實施方案(8)相關的一個步驟，其中用不同的電荷使導電顆粒和粘著材料帶靜電，通過由靜電力使導電顆粒分散在粘著層上而形成導電顆粒層。相似地，如圖1G所示，當用與導電顆粒的不同電荷使粘著層帶靜電并使其與導電顆粒接近時，導電顆粒被靜電力固定在粘著層上。在這種情況下，遮蓋物上的導電顆粒被靜電力吸引到在暴露于表面的遮蓋物孔位置的粘著層上，并且只在遮蓋物孔的位置保持粘貼狀態。可通過降低遮物的電荷量來減少遮蓋物上所攜帶的顆粒量，并且由于導電顆粒未粘貼到遮蓋物上，它們能夠經鼓風或刷拂容易地除去。因此可得到含有均勻排列在膜平面上的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜。
圖1H，1I和1J顯示了與本發明的實施方案(9)相關的步驟，其中導電顆粒是覆蓋有電絕緣層的顆粒或其聚集體，電絕緣層可經加熱或壓合而容易地除去。在圖1H的步驟中，覆蓋有絕緣層的導電顆粒被鋪展在粘著層上。在圖1I的步驟中，樣品排布在待連接的電路之間；在圖1J的步驟中，通過在加壓條件下加熱使絕緣層移動，在電路之間造成電連接。由于絕緣層不溶于成膜樹脂溶液，絕緣層在成膜粘合劑溶液中保持原樣。再者，由于顆粒被固定于粘著層上，它們在成膜粘合劑中彼此不會發生附聚并且均勻地分散在膜平面上。因此，即使導電顆粒被密集填充而相互接觸，也可通過顆粒之間的電絕緣層維持它們在平面方向上的電絕緣。通過壓合或在加壓條件下加熱除去顆粒表面上的絕緣層能夠獲得對向電極之間的電連接。
圖1K和1L顯示了與實施方案(10)有關的步驟，其中使用覆蓋有絕緣層的導電顆粒并除去暴露于樹脂膜前、后兩面的導電顆粒的電絕緣層。圖1K示出了使用覆蓋有電絕緣層的導電顆粒得到的膜模制件；圖1L顯示了已除去了暴露于膜表面的電絕緣層的情形。由于絕緣層不溶于成膜樹脂溶液，它在成膜樹脂溶液中保持原樣，因而即使當時電顆粒被密集填充而相互接觸時，也可通過顆粒之間的電絕緣層維持它們在平面方向上的絕緣。由于選擇與成膜樹脂不相容的樹脂作為絕緣層材料，所以有可能通過使用適當的溶劑只溶解掉暴露于膜表面上的絕緣層。按照這種方法，即使當造成電連接時難于除去絕緣層，也可采用因使用覆蓋有絕緣層的導電顆粒而具有高導電點密度的各向異性導電樹脂膜。
圖1M顯示了本發明的實施方案(11)，其中從透光性基底面供給電子射線使成膜樹脂固化，通過控制電子射線輻射能有可能調節待固化的膜厚度以使導電顆粒暴露于成膜樹脂表面上。如果導電顆粒是表面上具有薄的金屬沉積物以便于電子射線容易透射的樹脂顆粒，被導電顆粒遮住光線的部分也被固化，使得導電顆不易從膜上脫落。
圖1N顯示了與本發明的實施方案(12)和(14)相關的方案。當使用其中導電顆粒以不同的濃度在膜厚度方向被分散的各向異性導電樹脂膜造成電連接時，由于填充有導電顆的層比粘著層的熔體粘度變高，所以流動性降低，只有粘合劑被填入電極之間的空隙，因而更加絕對地保持毗鄰電路之間的絕緣并且使有助于電連接的導電顆粒數增加。再者，當調整加熱和壓合卡具以便從粘合層面進行加熱時，由于粘合層先被熔化并處于流體狀態，可促進只有粘合劑填入電極之間的空隙這一效果。
圖1O顯示了與實施方案(13)相關的一個步驟，其中成膜粘合劑已排布在電路之間。在此，使用具有產生與電極之間所形成的空隙體積幾乎相同的體積所需厚度的成膜粘劑。連接后，提供一種如圖3F所示的電路之間設有空隙的連接結構。
圖1P顯示了使用當在加壓條件下加熱或用光照射時變成粘合劑的成膜樹脂的各向異性導電樹脂的剖面結構，它在本發明的實施方案(2)和(3)中有典型性。通過用通過在加壓條件下加熱或用光照射可熔化并固化的熱塑性樹脂、未固化的熱固性樹脂或光固性樹脂作為成膜樹脂，有可能同時完成電極的粘合和電連接。具體地說，在本發明的各向異性導電樹脂膜已排布并經壓合固定于電極之間以提供電連接的狀態下導電顆粒被保持在電極之間。通過加壓使電極和成膜樹脂處于接觸狀態，從而使導電顆粒變形并嵌入電極。通過在加壓條件下加熱或用光照射使成膜樹脂固化以使電極保持結合狀態。經加壓形成電連接的步驟和經加熱或光照射使電極之間粘合的步驟可以同時進行。而且，可將待連接的電子元件的功能測試步驟插在以上步驟之間。
圖1Q是按照本發明的實施方案(15)的細電極連接構件的剖面示意圖。當各向異性導電樹脂膜如圖1Q所示排布于對向電極之間時，對向電極變為導電性的。由于導電顆粒是壓合時易于變形的彈性顆粒，盡管有電極高度上的散布仍可使導電顆粒變形以使電極確實成為導電性的。
圖1R顯示了按照本發明的實施方案(24)的構件，其中絕絕層如焊接保護層位于電級之間并且即使電極不是凸面的，導電顆粒也會變形，因而不需要使導電顆粒只排布在電極部分中。當然，在使用遮蓋物的實施方案(22)情況下可以使導電顆粒吸排布在電極部分中。
圖2K是使用常規金屬顆粒的連接機理的剖視圖。在這種情況下，由于金屬顆粒不能被彈性變形到允忍電極高度上的散布或金屬顆粒尺寸上的散布，這樣的散布必然是反向有效的，這里由于作為金屬顆粒粘合劑的膜基底的撓性造成基底的撓性或變形。因而，電極之間的間距減少，并且如果電極高度的散布大，則金屬顆粒不可能與電極接觸。如果絕緣層如焊接保護層位于電極之間并且電極不是凸面的(如圖2L所示)，則當導電顆粒存在于電極之間時不能建立電極與導電顆粒之間的接觸，因此將導電顆粒只引入電極部分是必要的。
如在實施方案(16)中那樣，導電顆粒應大小一致，因為這樣只需通過變形來吸收電極高度的散布。至于導電顆粒的材料，可使用其中分散有導電填料的導電聚合物或樹脂。特別可取的是使用如實施方案(17)中所用的覆蓋有金屬薄膜的塑料顆粒，因為它們是商業上可得到的。在這種情況下，可通過表面上的金屬薄膜調節顆粒的導電性，同時可由塑料顆粒的質量調節可變形性和彈性，這樣就能在寬范圍內選擇適當的組合。導電顆粒表面上的金屬薄膜必須隨顆粒的變形而變形，從而使得具高展性的金屬或合金如Pt或Au(實施方案(18))的使用成為可取的，因為使用這樣的金屬能夠在導電顆料變形時最大限度地減少膜的剝落或破裂的危險。防止顆粒表面上的金屬膜的剝落或破裂的有效方法是通過由顆粒表面的凹凸不平產生的支撐點作用增加粘合力。通過電鍍表面上有細孔的塑料顆粒(實施方案(19))，可在孔內形成金屬薄膜并且能夠獲得粘合性，如果小孔不僅存在在于顆粒的表面而且存在于顆粒的內部，并且這些小孔相互連通，則在顆粒內形成導電通道并且能夠獲得幾乎不含使顆粒表面上的金屬膜剝落或破裂的可變性的導電顆粒，使用這樣的可變形的導電顆粒能夠排除當在加壓下發生接觸時導致電極變形的危險，因此所得到的連接構件適合于電子元件的測試。在電子元件的正常處理過程中常常發生電極表面被有機物所污染或被金屬氧化物的薄絕緣層所覆蓋，并且在某些情況下電阻增加，除非潔凈的電極經絕緣層連接，不能獲得良好的連接。這種通過絕緣層的連接可通過調節導電顆粒的剛性獲得，但是必須在如上所討論的不損傷電極的限度內選擇適當的剛性。當如在實施方案(20)中的那樣在導電顆料表面上的薄金屬層中產生具有足夠貫穿絕緣層的硬度的細凸緣時，一連接電極就對凸緣施加大的壓力，無論導電顆粒的剛性如何都獲得良好的電連接。如果這樣的細凸緣在表面上是時導電性的，則能夠達到預期目的，結果凸緣的內部可能是非導電性的。例如，通過使具有高硬度的二氧化硅或玻璃的粒沉積在導電顆粒的表面并如在實施方案(21)中的那樣經電鍍覆蓋絕緣細粒的表面能夠達到此目的。如果通過使細小的導電顆粒沉積產生所說的凸緣，則可取的是使用表面上具有脊突如一硬Ni顆粒，因為這樣的顆粒能容易地刺入電極表面上的絕緣層以提供良好的電連接。也可用其它方法提供這些凸緣，如通過選擇適當的電鍍條件，或通過先形成參差不齊的氧化物顆粒，再使之減少面在電鍍表面上形成凹凸不平。
用本發明的具有暴露于膜兩面上的導電顆粒的各向異性導電樹脂膜，通過在所說的樹脂膜的表面上提供粘合層以粘結并固定基底中得到所需的連接構件，但是利用僅經接觸就能產生電連接的優點也可得到未壓焊的可分離的連接構件。當使用這種可分離的連接系統測試電子元件時，由于導電顆粒是變形的，不僅可使用撓性測試基底如EPC基底而且可使用具有低可變形性的硬基底如PCB、玻璃或陶瓷基底(本發明的實施方案(23)。基底上的電極可以是通過普通金屬薄片浸蝕生產的電極，但優選的是使用如實施方案(25)中那樣在測試基底上電鍍、真空蒸發或濺鍍用于減少電極高度的散布的導電材料生產的薄膜電極。當基底上的鄰近電極的高度之差為10μm或更小并且如實施方案(26)中那樣導電顆粒的平均粒度為100μm或更小時，能夠獲得良好的連接并且能夠符合保證導電顆粒之間的絕緣和提供精密連接這兩個要求。再者，如實施方案(27)中那樣使用本發明的各向異性導電樹脂膜，將其固定于基底上，甚至在反復的連接操作中也能使細電極上的薄膜的受損傷并且能夠改善加工特性。這種連接構件特別適合于測試電子元件如液晶顯示器，裸芯片集成電路、TAB集成電路、印刷線路板等(實施方案(28)和(29)，因為在這些電子元件中電極高度的散布小。
下面參照實施例更詳細地描述本發明，然而這些實施例僅旨在說明，而不構成對本發明范圍的限制。在下列實施例和對比例中所用的材料和測試條件如下所述。
粘著材料將10μm粘稠的聚異丁烯粘著材料(VLSTANEX，商品名，Tonex有限公司生產)或10μm粘稠的聚硅氧烷型粘著材料(TPR6712，商品名，Toshiba硅氧烷有限公司生產)涂敷在50μm厚的PET基底膜上。
導電顆粒使用經氣體霧化生產的平均粒度為40μm的Ni顆粒，通過在平均粒徑為10μm和40μm的聚苯乙烯球形顆粒的表面上形成0.2μmAu層產生的塑料導電顆粒，和通過在孔徑大約0.01μm和平均粒度為40μm的多孔聚苯乙烯球形顆粒的表面上形成一0.2μmAu層產生的塑料導電顆料。使用平均粒度為40μm的聚苯乙烯球粒和多孔聚苯乙烯球粒導電顆粒粒度分布的標準差為2μm或更小。
按照濕法借助于COATMIZER(商品名，FREUND工業公司制造)用甲醇作為溶劑以電絕緣覆蓋材料CM4000(由Toray工業公司生產的可溶于甲醇的尼龍)覆蓋導電顆粒的表面，形成大約主0.5μm厚的絕緣層。
為了在導電顆粒表面上形成細小的導電凸緣，在其中分散有初級粒子大小為0.04μm的二氧化硅細粒或初極粒子大小為大約3μm的Ni細粒的電鍍溶液中用Au電鍍塑料顆粒的表面。
成膜樹脂使用通過涂敷和干燥Epikote1001/Epikoto 828/NIPOLE1032(日本Zeon有限公司生產的丁腈橡膠)/HITANOL2400(Hifachi化學有限公司生產的烷基苯酚)/CORZOL2PZ(Shikoku化學工業有限公司生產的2-苯基咪唑)的50/20/10/2混合物的甲苯溶液得到的熱固性環氧樹脂，通過涂敷、干燥和酰亞胺化聚酰胺酸的二甲基甲酰胺(DMF)溶液得到的聚酰亞胺樹脂，或通過涂敷、干燥和光固化丙烯酸聚氨酯低聚物(Shin Nakamura化學有限公司生產)的甲乙酮溶液得到的聚氨酯樹脂。為了經紫外線照射固化成膜樹脂，使用二苯酮和米蚩酮作為光引發劑，其用量以丙烯酸聚氨酯低聚物為基準分別為4％和1％。
在每個實施例中具體描述生產方法，為了涂敷粘著材料和成膜樹脂溶液，使用涂板器型涂布機。涂敷熱固性環氧樹脂后在80℃下干燥10分鐘。聚酰胺酸涂層的干燥在130℃下進行20分鐘，脫水/酰亞胺化在400℃下進行10分鐘。使用紫外輻射裝置(OakSeisakujo KK制造)在一面輻射累積劑量為700mJ條件下進行紫外線照射使成膜樹脂固化，預計成膜樹脂的固化厚度變得與接近顆粒部分的顆粒半徑基本上相等，但是在顆粒表面上光的衍射或光的反射影響下樹脂的厚度變得比顆粒的半徑大5-10μm左右。然而，在被導電基本上遮住光線部分的成膜樹脂因除去了所說的影響未被固化并且導電顆粒表面被輻射。使用電子束照射器(Iwasaki電氣有限公司制造)從基底膜面供給電子射線進行電子射線照射。可通過電子射線的加速電壓和電子射線所穿過的基底膜或粘著層的厚度來調節成膜樹脂的固化厚度，但是當加速電壓寫為160KV且基底膜度定為100μm時，成膜樹脂的固化厚度落入30-35μm范圍，采用這些數值作為處理條件。
為了蒸發通過從與粘著層之間的分界面上剝離而得到的各向異性導電樹脂膜，在實施例1-5和對比實施例1中，將具有銅電路(線寬50μm，間距100μm，厚度35μm，總電路寬50mm)的撓性線路板(FPC)和具有透明電極電路(氧化銦錫(ITO)，線寬50mm，間距100μm，厚度0.1μm，總電路寬50μm)的玻璃基底線路板放置在適當的位置使得兩個線路板的電路彼此相對，并使所得到的各向異性導電樹脂膜排布于對向電路之間，在壓合(10kg/cm2)和加熱(170℃)條件下保持20秒使電路被樣品粘結。用于此電路粘結的裝置具有這樣的結構，其中樣品被置于室溫的壓板上并用一加熱至預定溫度的熱板從上方緊壓。插入各向異性導電樹脂膜(粘合劑)，其具有較少導電顆粒的面朝上以便從施加粘合劑的面加熱膜。
在實施例6-13和對比例2中，將兩個FPC線路板放置在適當的位置使得它們的電路彼此相對，然后使所得到的各向異性導電樹脂膜排布于電路之間，以10kg/cm2進行壓合，并在此條件下，測量連接電阻和絕緣電阻。在實施例11中，使用具有可通過在加壓下加熱而除去的絕緣涂層的導電顆粒，將樣品置于電路之間并在壓合(10cm2)和加熱(150℃)條件下保持30秒以除去絕緣涂層，接著在加壓下冷卻至室溫。在實施例13中，為了與電連接同時粘接電路以獲得機械連接，進行了兩次測量，第一次是通過將樣品置于電路之間并使它們保持在壓力(10kg/cm2)下進行的；第二次是通過在壓合(10kg/cm2)和加熱(170℃)條件下將電路與樣品粘結30秒，然后在常壓下冷去至室溫進行的。
在實施例14-19和對比例3中，將具有銅電路(線寬100μm，間距200μm，厚度35μm，總電路寬50mm)的兩個FPC線路板放置在適當的位置使各自的電路相對，然后使所得到的各向異性導電樹脂膜排布于電路之間，在10kg/cm2的壓力下使它們粘結，并在此條件下，測量連接電阻和絕緣電阻。在實施例18中，使用具有可在加壓下加熱而除去的絕緣涂層的導電顆粒，使樣品排布于電路之間，在壓合(10kg/cm2)和加熱(150℃)條件保持30秒以除去絕緣涂層，然后在加壓下冷去至室溫。
在實施例20-22和對比例4中，使用具有Au電鍍的2mm的長的電極的玻璃基底，電極的線寬為50μm，間距為100μm，高度大約0.8μm，鄰近電極之間最大的高度差為大約0.3μm或更小，總電極寬為50mm。將這些基底放置在適當的位置使它們的電極彼此相對，然后使所得到的各向異性導電樹脂膜排布于電極之間，在10kg/cm2的壓力下使它們粘結，并在此條件下，測量連接電阻。
在實施例21和24及對比例5中，在實施例20中所用的一個玻璃基底被具有比電極表面水平面平均高大約2μm的焊接保護層的印刷基底所代替。電極是高度為18μm的Cu的電極。
在實施例23中，使用實施例20的玻璃基底，其具有高度約為0.7μm的Al電極。
在實施例25中，得自實施例20的各向異性導電樹脂膜用環氧粘合劑粘結到一個玻璃基底上，使它們保持在壓合(10kg/cm2)和加熱(170℃)條件下20秒，然后將膜緊壓在另一玻璃基底上并保持在這種狀態下。
在實施例26中，將環氧粘合劑涂到各向異性導電樹脂膜的兩面上，將此膜置于對向玻璃基底(與實施例20中所用的相同)之間并在壓合(10kg/cm2)和加熱(170℃)條件下保持20秒以粘結并固定所說的兩個玻璃基底。
在室溫和常壓下測量連接電阻和絕緣電阻。具體地說，通過使1mA的電流流過測量一對基底之間的連接電阻，同時通過施加100V的電壓測量毗鄰的連接電路之間的絕緣電阻，在實施例和對比實施例中得到的結是示于表1。
實施例1使用干顆粒涂鋪器，將平均粒徑為10μm的塑料導電顆粒通過20μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面。然后將熱固性環氧樹脂溶液涂在顆粒涂布表面并使之干燥。在此涂布操作中，調節熱固性環氧樹脂的濃度和涂布器的涂層間隙以便獲得大約25μm的膜厚度，觀察所得膜的剖面形狀，確認它是一個兩層結構的膜，其中在固定于底膜粘著層上的導電顆粒層上形成了大約15μm熱固性環氧樹脂層。將兩層結構的膜從與粘著層的分界面剝離下來以得到各向異性導電樹脂膜。
實施例2將遮蓋物(經歷過抗靜電處理的15μm目尼龍)緊貼在PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上，并使用所說的干顆粒涂鋪器，將平均顆度為10μm的塑料導電顆粒通過20μm目篩網鋪展于遮蓋物上。鋪展后，用去靜電刷使遮蓋物上的顆粒滾動使得許多顆粒進入遮蓋物中的孔內。然后將未固定于粘著層上的顆粒用壓縮空氣吹除掉并從膜的粘著層上剝離遮蓋物。此后，將熱固性環氧樹脂溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并使之干燥。
實施例3使用干顆粒涂鋪器，將平均粒徑為10μm的塑料導電顆粒通過20μm目篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面。觀察到大約3-10塊鋪展的導電顆粒彼此發生附聚形成許多局部層狀部分。用25μmPET膜覆蓋膜的顆粒鋪展面，在1kg/cm2的壓力下在橡皮輥之間進行壓合。然后將覆蓋膜剝離下來并觀察導電顆粒的鋪展狀況。發現導電顆粒緊壓在粘著層上并在其上固定基本上為一單層。將熱固性環氧樹脂溶液涂于膜的顆粒鋪展表面并使之干燥。
實施例4使用干燥顆粒涂鋪器，將平均粒度為10μm的塑料導電顆粒通過20μm目的篩網鋪展于鋁箔上。使遮蓋物(15μm目尼龍)緊貼在PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面并用電暈充電器使其遮蓋物面充電至+3KV。將被遮蓋的PET膜放在鋁箔的導電顆粒鋪展面上使得膜的遮蓋面與PET膜的導電顆粒鋪展面相對，其間隔大約1cm。鋁箔上的導電顆粒被靜電力吸引到遮蓋物的孔中并固定于粘著層上。由于固定于粘著層上的導電顆粒被充電至相同的電勢，在導電顆粒之間便產生靜電推斥力，可抑制顆粒彼此間發生附聚以形成單層顆粒。然后從粘著層上除去遮蓋物，將熱固性環氧樹脂溶液涂于膜的顆粒鋪展表面上并使之干燥。
實施例5使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為10μm的塑料導電顆粒通過20目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上。將熱固性環氧樹脂溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并使之干燥。
實施例6使用干顆粒涂鋪器，將Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚異丁烯涂敷面上。用聚酰胺酸溶液涂敷膜的顆粒鋪展面，并在干燥后，從與聚異丁烯的分界面剝離膜涂敷面并進約熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。
實施例7將遮蓋物(經歷過抗靜電處理的50μm目尼龍)緊貼在PET膜的聚異丁烯涂敷面上，并使用所說的干顆粒涂鋪器，將Ni顆粒通過50μm目篩網鋪展于遮蓋面上。鋪展后，用去靜電刷使顆粒在遮蓋物上滾動使得許多顆粒進入遮蓋物中的孔內。然后將未固定于粘著層上的顆粒用壓縮空氣吹除掉并從膜的粘著層上剝離遮蓋物。用聚酰胺酸溶液涂敷膜的顆粒鋪展面，并在干燥后，從與聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。
實施例8使用于顆粒涂鋪器，將Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET的聚異丁烯涂敷面上，鋪展的Ni顆粒大約3-10個一組發生附聚并使所形成的這些部分局部分層。將25μmPET覆蓋膜置于膜的顆粒鋪展面上并在1kg/cm2的壓力下在橡皮輥之間進行壓合，然后將覆蓋膜剝離下來并觀察Ni顆粒的鋪層狀況。發現Ni顆粒緊壓在粘著層上形成基本上為單層的顆粒。將聚酰胺酸的DMF溶液涂于膜的Ni顆粒鋪展面上，并在干燥后，從與聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約24μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上。發現Ni顆粒被聚亞酰胺薄膜所覆蓋，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。
實施例9使用干顆粒涂鋪器，將Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚異丁烯涂敷面上。將25μm厚的PET覆蓋置于顆粒鋪展表面上并在5kg/cm2的壓力下，在橡皮輥之間進行壓合。然后將覆蓋膜剝離下來并觀察Ni顆粒的鋪展狀況。發現Ni顆粒埋藏于粘著層中，其深度平均為大約5μm，成為一單層。用聚酰胺酸的DMF溶液涂敷膜Ni顆粒鋪展面，并在干燥后，從聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。
實施例10使用干顆粒涂鋪器，將Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于鋁箔上。使遮蓋物(50μm目尼龍)緊貼在PET膜的聚異丁烯涂敷面，用電暈充電器使膜的遮蓋面充電至+3KV并放在鋁箔的Ni顆粒鋪展面上使得膜的遮蓋面與Ni顆粒鋪展表面相對，其間隔大約1cm。鋁箔上的Ni顆粒被靜電力吸收到遮蓋物的孔中并固定于粘著層上。由于固定于粘著層上的Ni顆粒被充電至相同的電勢，在Ni顆粒之間便產生靜電推斥力，其有助于抑制顆粒彼此間發生附聚以形成單層顆粒。然后從粘著層上除去遮蓋物。用聚酰胺酸溶液涂敷膜的顆粒鋪展面，并在干燥后，從聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。
實施例11使用干顆粒涂鋪器，將具有絕緣涂層的導電Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚異丁烯涂敷面上。用聚酰胺酸溶液涂敷膜的顆粒鋪展面，并在干燥合，從聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂涂面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。為了評價所得樣品的電特性，將樣品置于評價電路之間，在壓合(10kg/cm2)和加熱(150℃)條件下保持30秒，然后在加壓下冷卻至室溫。評價后觀察電路表面，確認沒有絕緣涂層粘附。
實施例12使用干顆粒涂鋪器，將導電Ni顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚異丁烯涂敷面上。用聚酰胺酸溶涂敷膜的顆粒鋪展面，并在干燥后，從聚異丁烯的分界面剝離膜的涂敷面并進行熱處理使之亞酰胺化。此膜聚亞酰胺部分的厚度為大約25μm。在膜的聚酰胺酸溶液涂敷面上，用聚亞酰胺薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡在氫氧化水溶液中以通過分解部分除去表面層中的聚酰亞胺使顆粒表面暴露。然后將此樣品浸泡于甲醇中以溶解掉暴露于表面的顆粒上的絕緣涂層通過將樣品置于評價電路之間并對其加壓(10kg/cm2)評價所得樣品的電特性。
實施例13使用干顆粒涂鋪器，將平均粒徑為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目篩網鋪展可PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面。將熱固性環氧樹脂溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并使之干燥，此膜在沒有塑料導電顆粒的成膜樹脂部分大約25μm厚。在膜的成膜樹脂涂敷面上，用成膜樹脂的薄膜覆蓋顆粒表面，使得膜浸泡于甲苯中并用無紡織物擦揩數次。由于塑料導電顆粒從膜表面隆起，所以能夠容易地除去成膜樹脂的薄膜。然后從粘著面上剝離膜的成膜樹脂面以制備用于評價的樣品。將樣品置于評價電路之間，對其加壓(10kg/cm2)并使樣品在壓合(10kgm/cm2)和加熱(170℃)條件下保持30秒使電路與樣品粘結，然后在常壓下冷去至室溫，對電特性做兩次評價。粘結后，導電顆粒被壓縮變形為大約15μm的厚度，成膜樹脂填充于電路之間且經交聯而固化，從而電路被強力粘結。
實施例14使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上。將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于膜的顆粒鋪面展面上并在干燥后，用紫外光照射的固化成膜樹脂。將此膜浸泡于丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與聚硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。
實施例15使用于顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的硅氧烷基粘著材料涂敷面上。存在許多區域，其中鋪展顆粒大約3-10個一組發生附聚，使其分層。將PET覆蓋膜于膜的顆粒鋪展面上并在1kg/cm2的壓力下在橡皮輥之間進行壓合。然后除去覆蓋膜并觀察導電顆粒的鋪展狀況。發現導電顆粒壓合到粘著層上基本上形成顆粒單層。將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并在干燥后，用紫外光照射以固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。
實施例16使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上。將25μm的PET覆蓋膜置于顆粒鋪展表面上并在5kg/cm2的壓力下，在橡皮輥之間進行壓合。然后除去覆蓋膜并觀察導電顆粒的鋪展狀況，發現導電顆粒埋藏于粘著層上，其在粘著層中的深度平均為大約5μm，基本上形成單層顆粒。將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并在干燥后，用紫外光照射以固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與聚硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。
實施例17使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上。將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶涂于的顆粒鋪展面上并在干燥后，經過基底膜用電子束照射以固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，與PET膜分離。
實施例18使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的硅烷基粘著材料涂敷面上。將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于顆粒鋪展面上并在干燥后，用紫外光照射的固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。為了抨價所得樣品的電特性，將樣品于評價電路之間，在壓合和加熱條件下保持30秒，然后在加壓下冷去至室溫。評價后觀察電路表面，表明沒有絕緣涂層粘附。
實施例19使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過50μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅烷基粘著材料涂敷面上。
將氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并在干燥后，用紫外光照射以固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與聚硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。然后將此樣品浸泡于甲醇中以溶解掉暴露于表面的顆粒的絕緣層。
實施例20使用干顆粒涂鋪器，將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒通過80μm目的篩網鋪展于PET膜的聚硅氧烷基粘著材料涂敷面上。將50μm目和85μm間距的遮蓋物緊貼于膜的粘著面上并使導電顆粒以格柵模式排列。將含有光固化劑的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶液涂于膜的顆粒鋪展面上并在干燥后，用紫外光照射以固化成膜樹脂。將此膜浸泡于異丙醇中以溶解掉未固化的氨基甲酸乙酯現烯酸酯低聚物，干燥后，沿著成膜樹脂層與聚硅氧烷粘著層之間的分界面分離膜。作為待連接的基底，使用的是具有2mm長的Au電鍍電極(線寬50μm，間距100μm，高度大約0.8μm，毗鄰電極之間的高度差大約0.3μm，總電極寬50mm)的玻璃基底。將這些基底放置在適當的位置使得它們各自的電極彼此相對，然后將所得到的各向異性導電樹脂膜置于電極之間，在10kg/cm2的壓力下將電極彼此壓合，并在此狀態下，通過施加1mA的電流測量一對玻璃基底之間的連接電阻。
實施例21
在實施例20中，一個玻璃基底被具有焊接保護層的印刷基底所代替，焊接保護層平均比電極表面水平高大約2μm。電極是具有18μm高度的Cu電極。
實施例22在實施例20中，用具有大約0.01μm小孔的Au電鍍的多孔聚苯乙烯顆粒作為導電顆粒。
實施例23在實施例20中，作為導電顆粒，使用的是平均粒度為40μm的塑料顆粒，這些顆粒已在其中分散有初極粒子大小為0.04μm的硅細粒的電鍍溶液中進行了Au電鍍，使得導電顆粒的表面和其上所沉積的二氧化硅細粒的表面被Au電鍍層所覆蓋。再有，玻璃基底被高度約為0.7μm的Al電極所代替。
實施例24在實施例20中，作為導電顆粒，使用的是平均粒度為40μm的塑料顆粒，這些顆粒其中分散有初極粒子大小為3μm的Ni細粒的電鍍溶液進行了Au電鍍，使得導電顆粒的表面和其上所沉積的Ni細粒的表面被Au電鍍層所覆蓋。再有，在實施例20中所用的玻璃基底之一被具有以比電極表面平均高大約2μm的方式放置的焊接保護層的印刷基底所代替。電極是高度18μm的Cu電極。
實施例25
將得自實施例20的各向異性導電樹脂膜固化并在加壓下用環氧粘合劑粘貼于一個玻璃基底上，然后緊壓到另一個玻璃基底上并維持在這種狀態下。
實施例26將環氧粘合劑涂于得自實施例20的各向異性導電樹脂膜的兩面上，將此粘合膜在加壓下保持在玻璃基底之間并使之固化以粘結和固定兩個玻璃基底。
對比例1如圖2A所示，將平均粒度為10μm的塑料導電顆粒以30％(體積)量分散于熱固性環氧樹脂溶液中，用涂布器將此分散液鑄涂于Teflon膜上并使之干燥。在所得到的膜中，存在許多導電顆粒附聚體且表面不平坦性大，膜的平均厚度為大約25μm。
對比例2如圖2C示，將Ni顆粒以30％(體積)的量分散于聚酰胺酸的DMF溶液中并用涂布器將分散液鑄涂于PET膜上。澆鑄后立即發生導電顆粒的沉積(如圖2D所示)。干燥后，將澆濤層與PET膜分離并進行加熱處理使之亞酰胺化。在此膜中，如圖2E所示，存在許多導電顆粒附聚體且表面的不平坦性大，膜的平均厚度為大約70μm。由于顆粒表面未暴露于膜的兩面，將此膜浸泡在氫氧化鈉水溶液中使聚酰亞胺部分的度降低至小于導電顆粒尺寸的程度，從而使顆粒表面暴露。由于膜中大部分導電顆粒因顆粒的沉積存在于PET膜面上，使聚異丁烯涂敷的PET膜在膜的一面上沉積并將其浸泡在氫氧化鋼水溶液中，在每一面上聚酰亞胺的分解速率通過浸泡時間加以調節。在圖2F和2G中示出了這些步驟。在這種情況下，聚酰亞胺的分解速率由浸泡時間來調整節，但以Ni顆粒之間的聚酰亞胺部分的膜厚度廣泛分散且膜強度大大降低。還存在一些Ni顆粒表面未暴露的部分。試圖降低涂層厚度以減少待除去的聚酰亞胺的量，但是在涂布過程中顆粒在涂布器與PET膜之間附聚，形成許多突起，使得不能得到所需的膜。通過將樣品夾在評價電路中間并對其加壓(10kg/cm2)(如圖2I所示)進行了如圖2H所示的所得樣品電特性評價。
對比例3將平均粒度為40μm的塑料導電顆粒以10％(體積)的量分散于氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的MEK溶液中，并用涂布器將此分散液鑄涂于50μm厚的PET膜上。澆鑄后立即發生導電顆粒的沉積。干燥后，以常用方式從膜的兩面照射紫外光使成膜樹脂固化。將膜浸泡于溶劑如異丙醇、MEK和甲苯中，但是不能使固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物溶解掉并使顆粒不被暴露(如圖2J所示)。干燥后，除去PET膜。通過將樣品置于評價電路之間并對其加壓(10kg/m2)評價了所得樣品的電特性。
對比例4在實施例20中，用平均粒度為40μm的Ni顆粒作為導電顆粒。
對比例5在實施例20中，用平均粒度為40μm的Ni顆粒作為導電顆粒并且玻璃基底之一被具有以比電極表面平均高大約2μm的方式放置的焊接保護層的印刷基底所代替。電極是具有18μm高度的Cu電極。
表1
表1(續)
按照本發明，如上所詳細描述的那樣，提供了一種各向異性導電樹脂膜，與常規導電樹脂膜相比其具有極好的分辨性能并使具有高精細度的電路的連接成為可能。
權利要求
1.一種電極構件，它包括多個電子部件的相對放置的細電極；和放在其間的各向異性導電樹脂膜材料，所述樹脂膜材料借分散的導電顆粒而僅在厚度方向有導電性從而在相對放置的電極間形成電連結，其特征在于導電顆粒安放在同一平面，不管在細電極部分還是非電極部分之間。
2.按照權利要求1的構件，其中導電顆粒具有標準偏差小于10％的均勻粒徑。
3.按照權利要求1的構件，其中各向異性的導電樹脂膜材料是通過將導電顆粒粘接到粘合層上并固定到粘合層中和將與粘合劑不相容的成膜樹脂填充在導電顆粒間形成的。
4.按照權利要求1的構件，其中各向異性導電樹脂膜材料的含導電顆粒面放在高度低于對面電極的電極的面上。
5.按照權利要求1的構件，其中導電顆粒是沉積金屬的塑料顆粒。
全文摘要
一種電極構件，它包括多個電子部件的相對放置的細電極；和放在其間的各向異性導電樹脂膜材料，所述樹脂膜材料借分散的導電顆粒而僅在厚度方向有導電性從而在相對放置的電極間形成電連結，其特征在于導電顆粒安放在同一平面，不管在細電極部分還是非電極部分之間。
文檔編號H01R4/04GK1492449SQ0215939
公開日2004年4月28日 申請日期1995年5月10日 優先權日1994年5月10日
發明者后藤泰史, 久, 越功, 太田共久 申請人:日立化成工業株式會社