[发明专利]各向异性导电膜、用于该膜的组合物和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于各向异性导电膜的组合物和使用该组合物制备的各向异性导电膜。

背景技术

各向异性导电膜为在制造例如液晶显示器、个人电脑和移动通信设备等电子产品中用于将例如半导体装置的小电器元件电连接到基板或用于将基板彼此电连接的材料。

随着近来向大面板和精细互连线发展的趋势，连接基板变薄，并且电路连接部分与芯片、多层陶瓷芯片（MLCC）或通孔等之间的距离减小，引起严重的温度偏差。此外，印刷电路板（PCB）的每个图案的热耗散也引起温度偏差。

常规的各向异性导电膜通过顾及温度偏差而具有改善的高温特性以确保可加工性。然而，在这种情况下，由于PCB的收缩/膨胀很有可能遭遇接合故障或偏差，并且由于在高温使用接合设备会存在关于设备操作的问题。例如，韩国专利第0727741号公开了可快速固化的各向异性导电粘合剂在改善流动性和可靠性的同时能够使粘合强度随时间的降低率和连接电阻随时间的增长率最小化。然而，这种各向异性导电粘合剂在180℃或更高的高温下用作接合的粘合剂，因此会遭遇接合故障或关于设备操作的问题。

此外，即使在接合设备的有效温度尽量提高的情况下，该接合设备有时也不能达到根据PCB的类型的期望的接合温度。

为了解决由于在高温接合引起的诸如接合故障和偏差的问题，需要能够在低温（例如，在约130℃的接合温度）接合的各向异性导电膜。

发明内容

本发明的一个方面提供了各向异性导电膜和组合物，所述各向异性导电膜和组合物能够在低温接合以解决由于在高温接合引起的接合故障、偏差和关于设备操作的问题。

本发明的一个方面提供了各向异性导电膜，所述各向异性导电膜具有1）100MPa至300MPa的所述膜固化后40℃下的储能模量，和2）80℃至90℃的所述膜的DSC（差示扫描量热仪）曲线中的峰值点。

本发明的另一个方面提供了用于各向异性导电膜的组合物，所述组合物包含（A）热塑性树脂；（B）第一自由基可聚合材料；（C）第二自由基可聚合材料；（D）二氧化硅；（E）有机过氧化物；和（F）导电颗粒，其中，所述（B）第一自由基可聚合材料以固含量计的重量和所述（C）第二自由基可聚合材料以固含量计的重量之和（B+C）与所述（A）热塑性树脂以固含量计的重量和所述（D）二氧化硅以固含量计的重量之和（A+D）的比例（B+C）/（A+D）在0.20至0.45的范围内。

本发明的又一个方面提供了半导体装置，所述半导体装置包括：具有第一电极的第一连接元件；具有第二电极的第二连接元件；和前述各向异性导电膜或由前述组合物制备的各向异性导电膜，所述各向异性导电膜放置在所述第一连接元件和所述第二连接元件之间并将所述第一电极连接至所述第二电极。

根据本发明的实施方式的各向异性导电膜或组合物放置在第一连接元件和第二连接元件之间并经主压缩时，在120℃至200℃接合温度的宽范围内的接合条件下呈现优异的粘合力和连接可靠性。

此外，根据本发明的实施方式的各向异性导电膜或组合物即使在可靠性检测后也具有低的粘合强度降低率和低的连接电阻增长率。

附图说明

图1为描述根据本发明的一个实施方式的膜的储能模量根据温度变化的图。

图2显示了根据本发明的一个实施方式的膜的DSC曲线。

图3为根据本发明的一个实施方式的半导体装置的截面图，该半导体装置包括通过根据一个实施方式的各向异性导电粘合剂膜彼此连接并分别包含第一电极70和第二电极80的第一连接元件50和第二连接元件60。这里，当各向异性导电粘合剂膜在具有第一电极70的第一连接元件50与具有第二电极80的第二连接元件60之间压缩时，第一电极70和第二电极80通过各向异性导电粘合剂膜中的导电颗粒40彼此电连接。

具体实施方式

本发明的一个实施方式提供了各向异性导电膜，该各向异性导电膜具有1）100MPa至300MPa的该膜固化后40℃下的储能模量，和2）80℃中90℃的该膜的DSC（差示扫描量热仪）曲线中的峰值点。

储能模量可在固化各向异性导电膜后在40℃下测量，并且固化可通过如下方法实现，例如在热压机上放置各向异性导电膜并在30MPa的负荷下在190℃加热该膜15分钟。储能模量可使用本领域中已知的任何设备（例如DMA（动态机械分析仪）（TA Instruments））测量。